Me han encargado diseñar un circuito que mida la fuerza de impacto máxima de una prensa de crimpado en un terminal. Estoy usando una celda de carga debajo de la prensa como sensor. La celda de carga emite 20 mV (diferencial) a escala completa (4000 kg de fuerza). El impacto es bastante rápido: ¡un engarce completo termina en aproximadamente 20-30 ms!
El enfoque que se me ocurrió es el siguiente: alimentar la salida diferencial de la celda de carga a un amplificador de instrumentación (ganancia ~ 200) que a su vez se convierte en un detector de picos y que a su vez se alimenta a un ADC de 10 bits en mi AVR. Probé este enfoque y, aunque funciona bastante bien, no es lo suficientemente repetible. El ruido en el sistema dificulta las mediciones repetibles. Tenga en cuenta: solo probé esto en un veroboard y aún no lo probé en un PCB. Tengo la intención de hacerlo pronto.
El segundo método que se me ocurrió fue que podía usar un ADC diferencial con ganancia incorporada de, digamos, 200x+ y obtener directamente el resultado de esa manera. El único inconveniente es que no estoy leyendo el valor máximo, pero siempre puedo hacer algún procesamiento y encontrar el valor máximo. ¿Es el segundo enfoque inherentemente mejor?
También estoy abierto a otras ideas. El objetivo es solo medir la fuerza máxima y luego compararla con un rango programado en la MCU para ver si la fuerza fue demasiado alta o baja.
Una salida de 20 mV no debería ser demasiado ruidosa, así que creo que son los problemas de diseño que tiene y una PCB adecuada debería solucionarlo. Definitivamente querría analizar los picos dentro de la MCU, ya que le brinda muchas más opciones.
Ya sea que use un ADC o un amplificador de instrumentación, debe considerar el filtrado de paso bajo de la señal antes de que ingrese a una entrada de ADC para mejorar la situación del ruido tanto como pueda. También deberá considerar colocar un filtro anti-alias en línea. Ambos filtros se combinan fácilmente.
Si toma muestras a una tasa mucho más alta de lo que realmente necesita, también debe considerar un filtro de promedio en el software.
¿Qué voltaje de excitación de celda de carga está aplicando actualmente? ¿Quizás esto se puede aumentar para obtener una señal más grande?
¿No está cargando la fuente de su celda de carga si coloca un filtro directamente en su salida? Entiendo que ADC tiene entradas almacenadas en búfer, lo que permite colocar un filtro en sus entradas. Sin embargo, este mismo filtro no causa problemas en la salida de la celda de carga.
saad
Andy alias