Precisión y sensibilidad del puente de wheatstone

Question

De mi pregunta anterior yo era capaz de cable de hasta 2 SEN-10245 sensores de peso (cada uno formando una mitad de un puente de wheatstone) con un AD620 InAmp & resistor de 47 Ohmios (para ajustar la ganancia a ~1000). Me corrieron de la señal a través de la MCP3008 Convertidor de Analógico a Digital y por último a mi Raspberry Pi.

Ahora que tengo todo conectado, estoy viendo algún comportamiento extraño cuando se aplica presión a los sensores de peso.

Cuando la aplicación de pequeñas cantidades de presión (una lata de refresco, por ejemplo), la lectura del sensor se eleva ~15%. Sin embargo, si realmente me empuje el sensor se cae en cualquier lugar del 30-60%. ¿Por qué es esto?

El objetivo final es identificar las latas de refresco en un estante; ¿hay algo que puedo hacer para que mi circuito de modificar la sensibilidad o aumento de la precisión?

Por favor, tenga en cuenta que Vref en el InAmp actualmente no tiene ninguna fuente de voltaje

AD620 Hoja de Datos de

MCP3008 Hoja de Datos de

Las imágenes siguientes ilustran mi configuración actual:

Secuencia de comandos de Python para la lectura de los valores de la ADC:

import spidev
import time

spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0,0)

# read SPI data from MCP3008 chip, 8 possible adc's (0 - 7)

def readadc(adcnum):
    if ((adcnum > 7) or (adcnum < 0)):
        return -1
    r = spi.xfer2([1,(8+adcnum)<<4,0])
    adcout = ((r[1]&3) << 8) + r[2]
    return adcout

# weight sensor connected to adc#0
weight_adc = 0

while True:
    weight = readadc(weight_adc)
    print "weight:", weight

    time.sleep(1)

Answer 1

¡Proyecto fresco!

Sospecho que su problema puede ser mecánico, no eléctrico. Parece que la geometría del sensor es tal que no funciona bien cuando sentados sobre una superficie plana. Se supone que Monte el sensor por los bordes del soporte en forma de "E" y luego aplicar peso al centro "bump".

Podría sobresalir poner un par de palitos debajo de los bordes, para probarlo.

Buena suerte :)

Answer 2

Primero de todo, usted quiere conectar Vref de la inamp a la misma bajo voltaje de referencia que se utiliza para el ADC (en caso de que usted no lo ha hecho ya). Como por el extraño comportamiento de la galga extensiométrica, me gustaría recomendar la medición del indicador de tensión de la resistencia (después de la desconexión del circuito) cuando usted pone una lata de refresco en ella y cuando usted empuje en ti mismo. Si el medidor de tensión se comporta como se espera, entonces hay algo funky pasando con su circuito.

Para mejorar la sensibilidad por lo general, usted puede hacer una de dos cosas: o bien aumentar la ganancia del amplificador (teniendo en cuenta el rango dinámico permite que) y/o convertir la mitad de puente en puente completo.

Answer 3

Creo que tenía mal diseñado el puente. 1000 ganancia ver tanta highter. ¿Consideraste modo de entrada diferencial para él? Creo que estás fuera de rango cuando empujas duro en el sensor. Por favor enviar esquemas y rango de resistencia del Sensor.

Answer 4

Usted quiere que los dos medio-puente de las células de carga para trabajar el uno contra el otro en el circuito, por lo que cambie la polaridad de uno de los blancos-negros. A continuación, el rojo en uno va a incrementar el voltaje, mientras que la otra disminuye la tensión, la adición de la carga juntos en desequilibrar el puente de wheatstone, en lugar de la diferenciación de ellos antes de que lleguen a la op-amp.

También, corbata ref pasador (5) de la op-amp a algo por encima de cero, ya que la diferencia podría ir por debajo de cero, y la amplificación de la señal debe estar dentro del rango del ADC. Con 1 mv/V a plena escala, la excitación de 5V, y dos en contra la mitad de los puentes, el 50 kg a plena carga en cada sensor debe obtener un S+/S de (5V*1 mv/V - -(5V*1 mv/V)) = 10mV de diferencia (dependiendo de la geometría y la polaridad), los tiempos de 1000 ganancia = 10V enganchado a la 0/5V rango de aplicaciones.

También, cada una de las celdas de carga tiene dos resistiva sensores montados en los extremos de la barra central-uno en compresión, y uno en tensión. Tenga cuidado de apoyar el exterior porciones de la 'E' y pulse en el centro de punta, sin ninguna fuerza en la remaches, de modo que los dos extremos de la barra central, donde los medidores de tensión están montados, son doblado libremente. Si usted no toma el cuidado de hacer la aplicación de la fuerza en los extremos de la barra central, entonces es indeterminada si su carga es de tensado o la compresión de la adecuada medidores en la parte inferior de las barras en el pic. Conjunto de las células de carga hasta en un bonito puente físico y prueba de que la no-carga diferencia está cerca de cero, y que 50 kg de carga pone 25 kg cada una, y que el S+/S de diferencia es ~5mV. Con el intercambio de los sensores y S+/S - alrededor de usted debe ser capaz de conseguir siempre positivo y monotonicaly creciente con el aumento de la carga de S+/S en el 0-10 mv rango. Si eso no es cerca de la verdad, hay un problema en el sensor de la mecánica, y que usted necesita para arreglar eso antes de trabajar en el resto del circuito.