Gibt es eine kostengünstige Möglichkeit, eine Brücke abzugleichen, ohne teure Widerstände zu verwenden?

Ich habe eine vollsymmetrische Brückenschaltung mit vier Durchgangslöchern 350 Ω Widerstände und einen Instrumentenverstärker AD8293G80 mit einer Verstärkung von 80. Sowohl die Brücke als auch der Verstärker werden von einem gespeist 2.8 v LDO mit dem Verstärker bezeichnet bei 1.4 v durch einen Spannungsteiler.

(1% Widerstände) hatte ich erwartet 1.4 v ± einige Millivolt Am Verstärkerausgang war aufgrund von Widerstandsfehlanpassungen und Toleranzen sogar die Brücke "ausgeglichen", aber ich bekam Werte irgendwo dazwischen 2.51 v − 2,79 v . Der Verstärkerausgang driftete auch im Laufe der Zeit, bis er die Grenze des erreichte 2.8 v das war meine gelieferte Spannung. Dann stellte ich fest, dass meine Widerstände nur 1% genau waren. Im schlimmsten Fall könnte ich eine Eingangsspannung von haben 28 M v verstärkt zu 28 M v ∗ 80 = 2.24 v wegen Nichtübereinstimmung. Das Ausspielen meiner Schaltung auf einem billigen Steckbrett hat auch nicht geholfen ...

(Trimmer) Ich habe dann versucht, einen der Brückenwiderstände durch einen Bourns-Trimmer zu ersetzen ( 500 Ω ) und dachte, ich könnte meinen Weg nach außen "abstimmen" und meine Brücke so nahe an "Null" ausbalancieren, wie ich es wollte. Es funktionierte irgendwie, aber nur für einige Sekunden, bis die Ausgabe wieder abdriftete. Auch wenn ich den Trimmer aus dem Steckbrett zog oder Druck auf seine Leitungen ausübte, konnte sich der Trimmerwiderstand um einige Ohm ändern!

(0,01 % Widerstände) Ich war schockiert über den Preis (~ 15-25 USD pro Stück!). Einer dieser "Präzisions"-Widerstände kostet genauso viel wie eine Badezimmerwaage ... und ich muss vier davon kaufen?

Wenn diese 20-Dollar-Waage es schafft, eine Brückenschaltung auszugleichen, gibt es vielleicht alternative Möglichkeiten, die Brücke zu vervollständigen, anstatt teure Widerstände zu verwenden, die mehr kosten als die Waage selbst. Kennt jemand eine kostengünstigere Möglichkeit, eine Brücke auszugleichen?

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Stimmen Sie der Notwendigkeit des Schaltplans zu. Aber eine gute Vermutung wäre, dass Ihnen Feedback um Ihren Operationsverstärker fehlt, so dass ein kleines Ungleichgewicht im Ausgang der Brücke einfach wächst.
Kaufen Sie eine ganze Charge normaler Widerstände und "entsorgen" Sie sie dann nach Wert. Das ist natürlich nur so gut wie die Widerstandsmessung. Solange das gewählte Set passt, spielt es keine Rolle, ob sie alle 351 Ω oder 349 Ω haben. Versuchen Sie dies als nächstes auf einer Leiterplatte; sollte wesentlich zuverlässiger funktionieren.
Ich schlage vor, die Brücke selbst auf ein Stück Perfboard zu löten und nur die 4 Drähte zum Steckbrett zu bringen. Der typische Widerstand eines solchen Steckbretts und der Verkabelung kann einen beträchtlichen Bruchteil eines Ohms betragen, was ungefähr der typischen Toleranz eines 1-%-Widerstands entspricht (normalerweise innerhalb von ~0,3 % des Nennwerts). Und Sie möchten nicht den gesamten Widerstand durch einen Trimmer ersetzen. Vielleicht verwenden Sie einen 345-Ohm-Widerstand und fügen einen 10-Ohm-Trimmer hinzu. Und achten Sie natürlich auf Andys Antwort unten, die wie üblich auf den Punkt kommt.
"Wenn diese 20-Dollar-Waage es schafft, eine Brückenschaltung auszugleichen ..." Tun sie das? Oder nehmen sie einfach an, dass der Offset, der beim Einschalten vorhanden ist, an der Waage die "Null" ist?
Jede digitale Waage, mit der ich gearbeitet habe, führt bei jedem Einschalten eine Selbstkalibrierung durch.
Kaufen Sie einen Bus-Widerstandschip. Sie haben eine eher geringe Genauigkeit , aber eine hervorragende Anpassung , sogar die thermische Drift wird angepasst, da sie ein Gehäuse teilen.
Ersetzen Sie den Widerstand nicht durch einen Trimmer, verwenden Sie einen 330-Ohm-Widerstand und einen 50-Ohm-Pot, um ihn auf genau 350 zu trimmen. Sie möchten nicht, dass der Topfbeitrag mehr als 10% beträgt (im Allgemeinen sind die Dinge manchmal so präzise, ​​dass die unterschiedlichen Thermiken Trimmer überhaupt kontraindizieren).
Sie können auch 10 3,3k parallel schalten, um die Toleranzen zu mitteln, noch besser, wenn Sie die Ausreißer bis an die Grenzen Ihrer Messgenauigkeit vorab klassifizieren. Sie können Sub-Ohm auch mit parallel geschalteten Widerständen mit hohem Wert senken, wie 1 m über einen 350 ...
Referenzeingänge für Instrumentenverstärker mit drei Operationsverstärkern müssen in der Regel ideale Spannungsquellen sein (oder in Bezug auf die Ausgangsimpedanz nahezu). Unabhängig davon, welchen Chip Sie verwenden, müssen Sie einen Spannungsfolger verwenden, um den VREF-Eingang zu speisen.
Die Waage enthält bereits eine Brücke. Du benötigst keine zusätzlichen Widerstände. Die in den Balken, die von der Waage verwendet werden, sind genauer als Ihre billigen 1%.

Antworten (2)

Dieser AD8293G80 InAmp ist ungeeignet für Anwendungen, bei denen die Eingangsspannung bei einer 2,8-Volt-Versorgung typischerweise größer als 1,1 Volt ist. Sie erzeugen auf jeder Hälfte der Brücke etwa 1,4 Volt, und dies übersteigt die Fähigkeiten des Geräts: -

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Grafisch gibt es dieses Bild, das ich rot und gelb hervorgehoben habe: -

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Ich sage nicht, dass es keine anderen potenziellen Probleme gibt, aber dieses sticht heraus und ist definitiv ein Show-Stopper. Die gute Nachricht ist, dass der Referenzeingang bis zu 2 Volt verarbeiten kann.

Genau richtig! Wenn ich also die Teile, die ich hier habe, weiter verwenden möchte, kann ich die oberen beiden 350-Ohm-Widerstände auf vielleicht 1 kOhm schalten, sodass die Gleichtaktspannung weit unter 1 V gehen kann ... Ist das eine vernünftige Problemumgehung?
Das ist eine vernünftige Problemumgehung oder .... behalten Sie einfach, was Sie haben, und fügen Sie einen Widerstand zwischen 2,8 Volt und der Verbindungsstelle der beiden oberen Widerstände (R1 und R2) ein. Dann kann dieser hinzugefügte Widerstand keine Ungleichgewichtsspannung verursachen, aber er kann immer noch die Amplitude @KMC beeinflussen - das ist die normale Vorgehensweise, und viele Dehnungsmessstreifen verwenden dort einen Widerstand, der den entgegengesetzten Tempco zu den Messwiderständen hat.

Was Sie versuchen, ist ziemlich teuer. Ich sehe keinen Sinn darin, ein LDO speziell für die Brücke zu verwenden. Brückenschaltungen mit A/D-Wandlung sind fast immer ratiometrisch. Das heißt: die A/D-Referenzspannung ist eine skalierte Version der Anregungsspannung. Bei typischen 3,3-V-Mikrocontrollern können die Erregung und die A/D-Referenz ein und dieselbe Spannung sein. Es spielt keine Rolle, was der genaue Wert ist, da der digitale Ausgang des ADC relativ zur Anregungsspannung ist und der absolute Wert dieser Spannung nicht im Ausgang des A/D erscheint (!).

Außerdem sind Instrumentenverstärker teurer, stromhungriger und lauter als halbwegs anständige Operationsverstärker. Sie möchten also wahrscheinlich eine Schaltung, bei der der In-Amp nicht benötigt wird.

Ich würde eine Schaltung verwenden, bei der die Erregerspannung so eingestellt wird, dass eine Seite der Brücke auf einer bestimmten festen Spannung gehalten wird. Dann kann die andere Seite der Brücke mit einem unsymmetrischen Operationsverstärker verstärkt werden. Die Operationsverstärker, die Sie möchten, sollten vom Rail-to-Rail-Ausgangstyp mit niedriger oder "Null" -Drift sein. Ihr Gleichtakt liegt bei etwa der Hälfte der Versorgungsspannung.

Die Brücke kann aus beliebigen Widerständen gebaut werden, solange sie drahtgewickelt, aus Metallfolie oder aus dünnem Film sind.

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