300000分之一高分辨率的电子天平

只看该作者 · 2011-5-24 16:13

最近在对电子天平比较感兴趣，称重传感器是阻桥类型的，灵敏度为1mV/V，
我所加的激励是10V的，那么得到的满量程信号才10mV，
第一版设计的直接进入ADS1232里面的内部128的增益，效果不好
很多人说应该先放大再进入运放，可是我总感觉放大过程中总会带入更高的噪声啊，
300000：1的性噪比就要求运放的噪声电压低于（10mV/300000）=300nV，我觉得这就不太可能实现呢！
求大侠发表高见！

只看该作者 · 2011-5-24 16:20

这个是我想设计的放大电路，只不过把运放用成OPA827
OPA827的噪声密度谱为4nV/根号HZ，
2，现在的带进来的噪声理论上会是多大呢？

只看该作者 · 2011-5-24 16:27

我是这样算的，电路的放大倍数是A=26K/200=520
电路的截止频率f=10k，那么带进来的噪声应该是 V= （根号下（16*10K））*520=400nV*520= 208uV
是这样计算的么？

只看该作者 · 2011-5-24 17:03

我现在用的ADS1232，电源用的LT1764低噪声LDO，传感器的激励是用的REF5050放大2倍后的运放供电的，地线也做了隔离，可是效果还是不太好。

1万 · 2011-5-24 17:16

本帖最后由 zjp8683463 于 2011-5-24 17:18 编辑

300000:1也就18位分辨率...
搞个AD620放大就行了,放大之后滤波,电源用线性的,开关电源基本没戏.
不用过多去考虑运放的噪声,远远没有达到你要关注的范围.

只看该作者 · 2011-5-24 17:37

5# zjp8683463
可以放心的放大么？可是我总是得觉得噪声也被放大了啊！

只看该作者 · 2011-5-24 17:38

6# yinsirjeff
而且你看我那个电路？还有我计算的那个噪声的计算方式有问题么？

只看该作者 · 2011-5-24 22:32

opa827的CMRR约108dB, 会有20微伏共模误差，本身失调电压250微伏，10khz带宽噪声电压450纳伏，
电阻的匹配精度有限，这还仅是运放的误差，因此测300纳伏有困难。国际最高水平是灵敏度2纳伏。

分辨率（灵敏度）是信号源不变（比如0V),测量结果跳动的峰峰值。放大处理的目的是使信噪比得到提高。

彭建学上海

只看该作者 · 2011-5-24 22:36

几乎所有的误差都是温度的函数，而且环境影响对微弱信号影响极大。

彭建学上海

1万 · 2011-5-24 22:37

本帖最后由 zjp8683463 于 2011-5-24 22:43 编辑

放大之后滤波就行,ls说的大部分是线性误差,不是非线性误差.
非线性误差主要来自噪声和漂移,但运放的带宽限制和滤波之后,提高了有效带内信噪比.
完全可以满足18位的分辨率要求.
用集成仪表运放是为了减少电阻适配的问题和输入阻抗.
桥式的传感器,用专用解调和仪表运放做,输出4~20ma都稳定在0.1uA,电压信号只会更高.
单电源引入的噪声很难消除,psrr在高频几乎没用.

只看该作者 · 2011-5-24 23:26

恰好我刚使用过ad620，我认为用620是不可能将楼主的10mv做到三十万分之一的分辨率；咱退一步按照100,000分之一算，分辨率要达到100nV，ad620没告诉我们它有这能力，不是吗？！

按照ads1232手册上看，楼主的第一个方案就是最好的方案，第二个，我认为，没戏。

只看该作者 · 2011-5-24 23:29

本帖最后由 GavinZ 于 2011-5-24 23:39 编辑

还有，重力计的内部分辨率要做到显示分辨率的十分之一，才能使读数更稳定，也就是说，楼主要做到三百万分之一的内部分辨率，回到ads1232的手册，那么你需要20V以上的激励电压。

只看该作者 · 2011-5-25 00:11

标记！

只看该作者 · 2011-5-25 01:43

上世纪九十年代我就在用mettler-toledo的AE-240型电子天平，它有两个量程，200g量程精度为0.0001g，40g量程精度为0.00001g。按楼主的“高分辨率”概念，200g量程分辩率为200万分之一，40g量程分辩率为400万分之一。
这样看来，楼主的30万分之一高分辩率，离国外某公司20年前的水平还差一大截，不如买人家的成品来研究一下，或者直接抄板，20年肯定过了专利保护期，不用担心人家找上门。

只看该作者 · 2011-5-25 08:20

射频整流的概念：
由于半导体集成电路必然存在非线性，当交流信号（如噪声）输入到放大器，输出交流信号会产生畸变，非正负对称的畸变就将交流转变为直流，带来另一种非线性的直流误差，这在微弱信号检测时需要考虑的。

彭建学上海

只看该作者 · 2011-5-25 08:28

热电势：
电子系统种常用的材料有：铜、银、金、锡、铅，它们的热电势分别约为：
铜－铜：<=0.2微伏/度
铜－锡，铜铅：1~3微伏/度
铜－银，铜－金：0.3微伏/度

彭建学上海

只看该作者 · 2011-5-25 08:32

地磁场中，两根1m长闭合导线在10HZ振动下间距变化0.1mm，产生0.314微伏。

彭建学上海

只看该作者 · 2011-5-25 08:42

如果220V50HZ通过仅有0.1皮法的分布电容，流过1欧电阻的压降为7纳伏。

彭建学上海

只看该作者 · 2011-5-25 08:46

标记一下！

只看该作者 · 2011-5-25 08:47

面积1平方厘米的闭合回路距离通有1A50HZ的电流导线10厘米，可产生62.8纳伏。

彭建学上海

300000分之一高分辨率的电子天平

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