對(duì)基于力敏元件的天平系統(tǒng)偏移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娐?/h1>

電子工程師?來(lái)源：電子設(shè)計(jì)技術(shù)?作者：Luca Bruno? 2009-12-24 17:02 ? 次閱讀 ? 個(gè)評(píng)論

對(duì)基于力敏元件的天平系統(tǒng)偏移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娐?/b>

設(shè)計(jì)電阻橋式傳感器與5V單電源供電的ADC之間的接口是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。有些應(yīng)用需要輸出電壓在0V到滿量程電壓（如4.096V）之間以高精度波動(dòng)。對(duì)大多數(shù)單電源儀表放大器，當(dāng)輸出信號(hào)接近0V、接近單電源低輸出擺幅限制時(shí)，會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。一個(gè)好的單電源儀表放大器可在接近于單電源地電壓的范圍內(nèi)擺動(dòng),即使有真正的滿擺幅輸出，也不能達(dá)到地電壓。

　　在本應(yīng)用中，傳感器是一個(gè)精密的力敏元件，其額定負(fù)載為5kg，即約11磅。在鋁盤(pán)上測(cè)重大約為150g的物體，即大約5盎司。由于鋁盤(pán)自重，即使沒(méi)有任何物體稱重，儀表放大器的輸出信號(hào)也不能低到0V?，F(xiàn)在，問(wèn)題是如何補(bǔ)償儀表放大器的輸出偏移電壓和鋁盤(pán)本身產(chǎn)生的電壓。

　　軟件彌補(bǔ)系統(tǒng)偏移是最簡(jiǎn)單的方法。在加電期間，鋁盤(pán)上沒(méi)有稱重物體，系統(tǒng)可以獲取偏移電壓，并將數(shù)據(jù)記錄在微控制器內(nèi)存中。隨后，當(dāng)有物體稱重時(shí)，從獲得的數(shù)據(jù)中減去它即可。但是，這種做法不能達(dá)到天平的5kg滿量程，僅能達(dá)到4.85kg。

　　本設(shè)計(jì)實(shí)例說(shuō)明如何利用微控制器實(shí)現(xiàn)硬件補(bǔ)償。當(dāng)加電后，運(yùn)行軟件程序復(fù)位系統(tǒng)偏移。解決方案如圖1所示，基于四個(gè)來(lái)自Linear Technology公司IC的簡(jiǎn) 單電路。精密電壓基準(zhǔn)IC1，有高達(dá)50mA的最小輸出電流。它提供4.096V輸出電壓驅(qū)動(dòng)力敏元件，并設(shè)置12位ADC（IC3）的滿量程范圍。高精度儀表放大器LT1789-1（IC2）的特點(diǎn)是在0℃~70℃溫度范圍內(nèi)，最大輸入失調(diào)電壓為150mV，滿擺幅輸出電壓相對(duì)地電壓110mV范圍內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，最大輸入失調(diào)偏移電壓是0.5mV/℃。通過(guò)精密電阻R2 （阻值為500Ω）設(shè)定增益，當(dāng)稱重是5kg時(shí)，輸出范圍為4.096V，其最大輸入信號(hào)是VCC×S=4.096V×2mV/V=8.192mV，這里 S是該傳感器的靈敏度。

　　雙通道DAC（IC4）的DAC_A輸出在儀表放大器參考引腳處提供200mV的參考電壓，以避免放大器本身地飽和，但傳輸特性不是線性關(guān)系。放大器最壞情況下輸出偏移是：VREF+VPAN±VOFFSET=200mV+125mV±500×150mV= 325mV±75mV=250mV/400mV，這里VPAN=125mV，是鋁盤(pán)自重產(chǎn)生的電壓值。

　　因此系統(tǒng)輸出偏移是250mV 到400mV。加電后，微控制器運(yùn)行一個(gè)程序設(shè)置DAC_A輸出為200mV，同時(shí)，增加雙通道DAC（IC4）的DAC_B輸出直到等于ADC （IC3）管腳2上的系統(tǒng)偏移，轉(zhuǎn)換結(jié)果就是000h。這一結(jié)果是可能的，因?yàn)镮C4包含兩個(gè)12位2.5V滿量程電壓的DAC，最低有效位（LSB）等于0.61mV，小于分辨率為1mV的IC3。這個(gè)數(shù)字相當(dāng)于該天平的分辨率：5000g/4096=1.22g。當(dāng)最大負(fù)載5kg時(shí)，儀表放大器的最大輸出電壓是4.096V + VOUT_TOTAL_OFFSET_INA = 4.346V/4.496V，低于4.62V高飽和狀態(tài)下溫度的最壞情況。

　　IC3有一個(gè)單極差分輸入，所以可以從+IN輸入電壓中減去一個(gè)恒定電壓值等于IC4的DAC_B提供的系統(tǒng)偏移。在第一個(gè)半時(shí)鐘周期內(nèi)，ADC采樣和保持正向輸入電壓。這階段結(jié)束，或在采集時(shí)間內(nèi)，輸入電容切換到負(fù)輸入并開(kāi)始轉(zhuǎn)換。在IC3輸入端的RC輸入濾波器的時(shí)間常數(shù)為0.5ms，允許正負(fù)輸入電壓采用最高為200kHz時(shí)鐘頻率在轉(zhuǎn)換時(shí)間的第一時(shí)鐘周期內(nèi)達(dá)到12位精度。如果想增加時(shí)間常數(shù)，必須采用較低時(shí)鐘頻率。

　　此外，DAC和ADC有一個(gè)三線串行接口，可方便地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶罡卟蓸勇蕿?2.5kS/s的寬范圍微控制器。當(dāng)ADC處于沒(méi)有轉(zhuǎn)換的時(shí)候，它會(huì)自動(dòng)把功率降至1nA的電源電流，而且如果微控制器通過(guò)其引腳3來(lái)關(guān)閉 IC1，電路限制電源電流在最壞情況下僅為1mA，因?yàn)樗械腎C集成電路都是微功耗的。

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2009-11-12 16:22:071394

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濕敏元件的應(yīng)用  　濕敏元件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣。濕度的控制對(duì)許多生產(chǎn)過(guò)程都十分重要。如纖維、紙張、感光膠片、光學(xué)玻璃、熱壓件、電子元件、精密機(jī)械零件以

2009-11-12 16:36:04776

濕敏元件moisture sensitive element

濕敏元件moisture sensitive element   　　利用濕敏材料對(duì)水分子的吸附能力或?qū)λ肿赢a(chǎn)生物理效應(yīng)的方法

2009-11-12 16:38:583020

力敏元件

力敏元件 　　力敏元件是利用金屬或半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)而制成的，目前最常見(jiàn)的力敏元件就是電阻應(yīng)變片?！　　　‰娮?/div>

2009-11-12 16:48:301372

磁敏Z-元件特性與應(yīng)用電路總結(jié)

磁敏Z-元件特性與應(yīng)用電路總結(jié)  磁敏Z-元件正向特性對(duì)磁場(chǎng)敏感，反向無(wú)磁敏特性。它的閾值點(diǎn)P(Vth，Ith)中，Vth為正磁系數(shù)，It

2009-11-18 15:53:061110

半導(dǎo)體氣敏元件

半導(dǎo)體氣敏元件semiconduct-gassensitive element   利用氣敏半導(dǎo)體與可燃?xì)怏w接觸時(shí)電阻率變化的性質(zhì)制成的傳感器，又稱半導(dǎo)體氣敏電阻。在測(cè)量?jī)x表中氣敏元件

2009-11-23 15:27:151839

基于臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品的天平自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)

基于臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品的天平自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng) 　1 引言 　　天平廣泛應(yīng)用于科研、國(guó)防、金融、建材、計(jì)量、公路、工礦等企業(yè)進(jìn)行計(jì)量檢測(cè)。天平做為重要的稱量

2009-11-27 09:22:141360

濕敏元件的主要特性參數(shù)

濕敏元件的主要特性參數(shù) 本文章介紹濕敏元件的12種主要特性參數(shù)。 ⑴濕度特性:指濕敏元件電參量隨濕度

2009-11-30 08:46:291381

阻抗式濕敏元件簡(jiǎn)單應(yīng)用電路

阻抗式濕敏元件簡(jiǎn)單應(yīng)用電路

2009-11-30 08:58:27748

高分子電容型濕敏元件應(yīng)用及至電路

高分子電容型濕敏元件應(yīng)用及至電路 高分子電容型溫敏元件的應(yīng)用電路如圖所示。它由兩個(gè)時(shí)基電路IC1、IC2 組成。IC1及外圍元件組成多諧振蕩器，主要產(chǎn)生觸發(fā)IC2

2009-11-30 09:20:551063

力敏元件的定義

力敏元件的定義力敏元件是利用金屬或半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)而制成的，目前最常見(jiàn)的力敏元件就是電阻應(yīng)變片。 電阻應(yīng)變片是一

2009-12-04 13:45:561478

力敏電阻主要參數(shù)有哪些?

力敏電阻主要參數(shù)有哪些? 力敏電阻器的主要參數(shù)有溫度系數(shù)、靈敏度系數(shù)、靈敏度溫度系數(shù)和溫度零點(diǎn)漂移。    ①溫度系數(shù)：力敏電阻

2009-12-04 13:57:024069

多敏固態(tài)控制器元件選用與電路調(diào)試

多敏固態(tài)控制器元件選用與電路調(diào)試原理 　元件選擇參見(jiàn)圖B，其中VS1采用1－3A、400V以上的單向可控硅，VS3采用10－25A，600－800V的雙向可控硅。U采

2009-12-30 09:43:191125

氣敏元件組成的溫度補(bǔ)償電路

氣敏元件組成的溫度補(bǔ)償電路     由于氣敏元件自身的特性(溫度系數(shù)、濕度系數(shù)、初期穩(wěn)定性等)，在設(shè)計(jì)、制作應(yīng)用電路

2010-01-26 18:46:473406

QM-N5型氣敏元件雙電源應(yīng)用電路圖

QM-N5型氣敏元件雙電源應(yīng)用電路圖

2010-04-02 17:17:473246

QM-N58型氣敏元件電源應(yīng)用電路圖

QM-N58型氣敏元件電源應(yīng)用電路圖

2010-04-02 17:18:311269

UD-8電阻式濕敏元件應(yīng)用電路圖

UD-8電阻式濕敏元件應(yīng)用電路圖

2010-04-02 17:35:381461

氫敏元件及其應(yīng)用電路圖

氫敏元件及其應(yīng)用電路圖

2010-04-02 18:03:56556

高分子電容型溫敏元件應(yīng)用電路

　　高分子電容型溫敏元件的應(yīng)用電路如圖所示。它由兩個(gè)時(shí)基電路IC1、IC2組成。IC1及外圍元件組成多諧振蕩器，主要產(chǎn)生觸發(fā)IC2的脈沖。IC2和電容型濕敏元件及外圍元件組成可

2010-11-18 17:43:201451

高分子電阻式濕敏元件的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

      高分子電阻式濕敏元件是目前發(fā)展迅速、應(yīng)用較廣的一類新型濕敏元件。它

2010-11-23 17:34:572881

如何對(duì)電子天平進(jìn)行校準(zhǔn)

在檢定（測(cè)試）中我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)天平來(lái)進(jìn)行計(jì)量測(cè)試時(shí)誤差比較大，究其原因，相當(dāng)一部分儀器，在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔里面沒(méi)有進(jìn)行校準(zhǔn)，而且認(rèn)為天平顯示零位就可以直接稱量。（需要指出的是，電子天平開(kāi)機(jī)會(huì)顯示零點(diǎn)

2020-03-29 17:26:0016984

基于深度學(xué)習(xí)的地震波逆時(shí)偏移補(bǔ)償方法

精度低等不足。為優(yōu)化計(jì)算、提高補(bǔ)償精度,提岀一種基于TensorFlow框架的震波逆時(shí)偏移補(bǔ)償方法，將傳統(tǒng)循環(huán) 生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(CycleGAN)與注意力機(jī)制(Attention)相融合，將交叉爛損失函數(shù)

2022-10-15 10:13:371810

回流焊后元件偏移的原因

smt元件過(guò)回流焊后發(fā)生偏移立碑是比較常見(jiàn)的工藝缺陷，有的是輕微的偏移，嚴(yán)重的話會(huì)偏出焊盤(pán)。如何分析回流焊后元件發(fā)生偏移立碑的原因，找到解決的方法呢，我們可以從以下幾個(gè)方面逐一排查

2022-11-21 11:42:175542

使用WinDaq軟件進(jìn)行偏移補(bǔ)償

　　補(bǔ)償偏移是實(shí)現(xiàn)正確測(cè)量的關(guān)鍵之一。發(fā)生偏移可能有多種原因。其中兩個(gè)非常常見(jiàn)，在這里強(qiáng)調(diào)：1）由于傳感器本身的固有特性引起的偏移，以及2）由于初始測(cè)試條件引起的偏移。市場(chǎng)上有許多不同的傳感器

2022-12-02 16:24:431051

使用WinDaq軟件進(jìn)行偏移補(bǔ)償

在現(xiàn)實(shí)世界中，換能器可能會(huì)表現(xiàn)出一些初始偏移。這一事實(shí)經(jīng)常在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，在給定“靜止?fàn)顟B(tài)”的條件下，我們期望它將產(chǎn)生零伏的輸出。期望換能器以這種方式運(yùn)行是很自然的。相反，您可能會(huì)得到一個(gè)表現(xiàn)出零伏以外的輸出的傳感器。

2022-12-05 15:22:52928

基于深度學(xué)習(xí)的地震波逆時(shí)偏移補(bǔ)償方法

不足。為優(yōu)化計(jì)算、提高補(bǔ)償精度,提岀一種基于TensorFlow框架的震波逆時(shí)偏移補(bǔ)償方法，將傳統(tǒng)循環(huán) 生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(CycleGAN)與注意力機(jī)制(Attention)相融合，將交叉爛損失函數(shù)與感知

2023-01-29 16:43:471623

基于深度學(xué)習(xí)的地震波逆時(shí)偏移補(bǔ)償方法

逆時(shí)偏移作為重要的地震偏移技術(shù)，已經(jīng)成為復(fù)雜構(gòu)造成像的有力工具。地下構(gòu)造的強(qiáng)衰減體引起地震波 振幅減弱和相位失真，直接影響地下有效油氣儲(chǔ)層的識(shí)別精度，而現(xiàn)有逆時(shí)偏移補(bǔ)償技術(shù)具有計(jì)算復(fù)雜、補(bǔ)償精度低等不足。

2023-01-30 01:00:191011

壓敏電阻與力敏電阻是什么？

壓敏電阻與力敏電阻是什么？|深圳比創(chuàng)達(dá)電子EMC

2023-11-27 10:53:221340

什么是力敏電阻？力敏電阻的主要特性

和重量等物理量。下面將詳細(xì)介紹力敏電阻的主要特性。 首先，力敏電阻的靈敏度很高。由于它能夠以非常微小的力量對(duì)電阻值進(jìn)行相應(yīng)的改變，所以它對(duì)壓力變化的檢測(cè)非常敏感。這使得力敏電阻可以用于測(cè)量非常小的壓力變化，例如

2023-12-20 10:34:062252

相位補(bǔ)償原理是什么？集成運(yùn)算電路是否一定要進(jìn)行相位補(bǔ)償？

相位補(bǔ)償原理是什么？集成運(yùn)算電路是否一定要進(jìn)行相位補(bǔ)償？ 相位補(bǔ)償原理是指通過(guò)合適的電路設(shè)計(jì)和調(diào)整，來(lái)解決信號(hào)在電路中傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的相位偏移問(wèn)題。在電路中，信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸、放大等處理后，往往會(huì)產(chǎn)生

2024-02-02 09:50:374614

在波形發(fā)生電路中相位補(bǔ)償和調(diào)零是必須的嗎？為什么？

和穩(wěn)定性。以下是對(duì)相位補(bǔ)償和調(diào)零的詳盡解釋。 相位補(bǔ)償是指校正信號(hào)的相位偏移，保證信號(hào)的準(zhǔn)確性和精確的時(shí)間控制。在波形發(fā)生電路中，相位補(bǔ)償通常需要在電路的不同部分之間進(jìn)行。這是因?yàn)?b class="flag-6" style="color: red">電路中的不同元件可能會(huì)引入

2024-02-02 09:50:433153

氣敏元件的工作原理是什么

氣敏元件，又稱氣體傳感器，是一種能夠檢測(cè)特定氣體濃度或種類，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。它們廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)安全、醫(yī)療健康、家庭安全等領(lǐng)域。氣敏元件的工作原理多種多樣，但通?？梢詺w結(jié)為以下幾種

2024-09-20 09:23:161654

氣敏元件屬于哪一類元件

氣敏元件屬于傳感器類元件，更具體地說(shuō)，它是敏感元件的一種。敏感元件與傳感器在概念上有所區(qū)別：敏感元件僅能敏感某個(gè)物理量，并能完成一定的功能，如壓電射流陀螺、盲人導(dǎo)航儀和機(jī)器人視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)

2024-09-20 09:30:03880

力敏電阻器的應(yīng)用有哪些

力敏電阻器，也稱為壓敏電阻器，是一種能夠根據(jù)施加在其上的機(jī)械力變化而改變電阻值的電子元件。這種電阻器在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，包括但不限于安全保護(hù)、壓力測(cè)量、位置檢測(cè)、力反饋系統(tǒng)等。 力敏電阻器

2024-09-25 09:34:231339

什么是力敏電阻的作用

力敏電阻是一種特殊的電阻元件，其電阻值會(huì)隨著受到的力或壓力的變化而變化。這種特性使得力敏電阻在傳感器、電子設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。 1. 力敏電阻的工作原理 力敏電阻的工作原理基于壓電效應(yīng)

2024-09-25 09:41:581890

力敏元件傳感器中的力敏元件在哪

力敏元件傳感器的工作原理基于力的變化引起電阻、電容或壓電效應(yīng)的變化。當(dāng)外部力作用于力敏元件時(shí)，其內(nèi)部的物理參數(shù)（如電阻、電容或壓電系數(shù)）會(huì)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)。這些電信號(hào)可以通過(guò)電路放大、濾波和模數(shù)

2024-09-25 09:50:321068

力敏材料有哪些

力敏材料，也稱為壓電材料，是一類能夠?qū)C(jī)械應(yīng)力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械應(yīng)力的材料。這種特性使得力敏材料在傳感器、執(zhí)行器、能量收集器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 力敏材料概述 力敏材料的研究

2024-09-25 09:56:281159

提升PCBA質(zhì)量：揭秘濕敏元件的MSL分級(jí)與管理

一站式PCBA智造廠家今天為大家講講PCBA加工中濕敏元件如何管理?PCBA加工中濕敏元件的管理方法。在PCBA(印刷電路板組裝)加工過(guò)程中，濕敏電子元器件的管理至關(guān)重要。濕敏元件管理不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致

2025-01-13 09:29:593744

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