¿El amplificador de ganancia programable (PGA) en ADC es suficiente para obtener precisión?

Bueno, comencemos con su especificación de rango y precisión (y luego regresemos a otras cosas):

5 gramos de 200 kg de escala completa es un rango de factores de 200 / 0.005 = 40000o dicho de otra manera, eso es 1/40000 = 0.0025%. Esa es una orden bastante alta para la ausencia de ruido, por lo que necesitará algún tipo de rango, que se aplica externamente. Simplemente amplificar el resultado de sus celdas de carga también amplificará el ruido, lo que aún le dará la necesidad de un ruido por debajo del 0.0025%.

No digo que sea imposible, pero ciertamente es muy poco práctico. En tiempo de diseño y costo de componentes.

Eso me lleva al entusiasmo menos significativo que pareces tener. Puede obtener una precisión de "aproximadamente 1LSB", que como dice es de aproximadamente 3 g, pero solo con un buen promedio y una calibración pesada. Los ADC siempre están ligeramente equivocados, se compensan un poco, son muy, muy ligeramente no lineales y también pueden tener un poco de ganancia.

Si tiene la hoja de datos, mencionará los números de "no linealidad" y "error de compensación" y todo eso, todos se combinan a través de matemáticas sofisticadas para obtener una cantidad de confianza expresada en una cantidad de LSB. Sin mirar las hojas de datos (porque estoy cansado después de un largo día), no esperaría mucho mejor que 5LSB. Eso significa que la medición se desviará hasta 15 g como mínimo. Potencialmente, puede calibrar eso, si tiene las herramientas. (EDITAR: O como sugiere Olin, simplemente elija el ADC sigma / delta de 20 bits +)

Esto me lleva a aconsejarle que averigüe cuáles son las especificaciones de las celdas de carga en números más pequeños. Puedo imaginar muy fácilmente que las células se fabriquen con una precisión de 50 g en una escala comercial, o incluso peor (250 g ni siquiera me sorprendería). Lo que también significa que el fabricante dejó de observar las no linealidades y de corregirlas en el proceso de fabricación una vez que se encontraban dentro de un rango de +/-25 g.

Luego, está el reparto de la carga.

Si pones el peso en 4 celdas de carga y cada una puede manejar un máximo de 50 kg, ¿qué sucede si pones 200 kg, pero no EXACTAMENTE en el medio del cuadrado formado por las celdas? Más peso va al que está más cerca del centro de masa. Por lo general, una báscula de 200 kg contendrá celdas de carga con una capacidad mínima de 100 kg cada una, si se trata de una profesional.

Con respecto al voltaje de referencia:
no use un regulador simple de 3.3V, tienen un 5% de descuento, y si es un tipo de conmutación CC/CC, también aumentarán la cantidad de ruido HF, son la peor opción posible para una referencia Voltaje

El pin Vref de su procesador tampoco será muy preciso, ya que el procesador está hecho para procesar, no para referenciar. La referencia es solo un extra divertido que agregaron. En algunos casos, aún pueden tener el mismo 5% de descuento que un regulador de 3.3V, especialmente por exceso de temperatura.

Si desea una alta precisión, obtenga una referencia de alta precisión, estable y con bajo nivel de ruido, ya sea de un circuito que use un elemento de tipo zener programable, o simplemente comprando un chip de Linear, TI o Analog Devices.

La única especificación importante que le falta es el rango de voltaje de su celda de carga, con cualquier resistencia que pueda conectarle. A partir de ahí, puede determinar la ganancia máxima sin recortar contra el rango A/D.

Dado que la precisión es la especificación más importante, debe usar un convertidor A/D delta-sigma, ya que estos pueden llegar a 20 bits o más. Tenga en cuenta que 20 bits es una precisión 16 veces mayor que 16 bits.

Los A/D Delta-sigma tienen tanta resolución que a veces puede darse el lujo de enviar señales pequeñas directamente a ellos sin ninguna ganancia. Esto evita el error de compensación de los amplificadores, que puede ser significativo, incluso abrumador, con señales pequeñas. Algunos A/D tienen entradas diferenciales, por lo que es posible que pueda conectarlos directamente a la celda de carga si realmente proporciona una salida de puente completa.

kg no es una unidad de fuerza, por lo que su tercera viñeta no tiene sentido. Sin embargo, solo puede agregar la fuerza máxima (no la masa) medida por varias celdas de carga para obtener el máximo total si la fuerza se distribuye uniformemente entre las celdas. Esta es una función de su diseño mecánico, pero incluso si pretende equilibrar las celdas, sería prudente suponer algún desajuste.