Linealización FSR cuando se usa adc

Es posible que no puedas hacer lo que quieres. Cuando el sensor es solo una pata de un divisor de resistencia, obtiene la resolución máxima cuando el sensor tiene la misma resistencia que la otra resistencia del divisor. Tal configuración puede manejar el rango de 0 a infinito de la resistencia de prueba, pero la resolución de la medición disminuye con la relación entre las dos resistencias.

Para decidir si la configuración es lo suficientemente buena, primero debe decidir cuál será el rango de resistencia del sensor durante la operación prevista. Luego tienes que decidir con qué resolución quieres medir la resistencia.

Desea que la resistencia fija del divisor sea tal que tenga la misma relación desde cualquier extremo del rango. Por ejemplo, supongamos que le interesan las resistencias de 1,2 kΩ a 340 kΩ. Esa es una razón de 283. El punto medio en el espacio de razón es la raíz cuadrada de eso desde cualquier extremo. Eso es 16.8. El punto medio es entonces (1,2 kΩ)16,8 = 20,2 kΩ. Debería obtener lo mismo aplicando la relación del punto medio desde el extremo superior: (340 kΩ)/16,8 = 20,2 kΩ.

Para encontrar la resolución del peor de los casos, haga los cálculos. Calcule el voltaje en el A/D para cualquiera de los extremos. Luego trabaje hacia atrás para ver qué resistencia produciría una cuenta A/D más hacia el medio.

Usando el ejemplo anterior, tiene un pullup de 20,2 kΩ y la resistencia de prueba a tierra. A 1,2 kΩ, la tensión de salida del divisor es 0,0561 de la referencia. Digamos que está utilizando un A/D de 12 bits. La salida A/D será 230. Por lo tanto, tiene una resolución de 1 parte en 230, o no exactamente 8 bits, en los extremos de su rango.

Esa es la resolución a la que puedes medir la resistencia. Ahora vuelva a trabajar para ver qué delta de presión representa eso en los extremos inferior y superior del rango.

Si esto no es aceptable, entonces tienes que hacer algo diferente. Por ejemplo, podría usar un A/D de mayor resolución o una topología completamente diferente.

Puede utilizar este ADC multirrango de gama alta:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

El de la izquierda es la versión barata, el de la derecha es la versión de "lujo", así que iré con eso.

• Establezca la salida en 1 lógico. Esto carga el capacitor.
• Adquirir voltaje. Esto proporciona una medición precisa si la resistencia de FSR es baja y una medición inexacta si FSR tiene una resistencia alta.
• Establezca el pin de salida en Z alto
• Adquiera el voltaje cada 5 µs, luego, después de las primeras adquisiciones, puede ir más lento, como potencias de dos, 5, 10, 20 µs, etc.
• Pare cuando el voltaje esté cerca de VCC/2

Digamos que la lectura del ADC fue A=1.000 al principio, y es A=0.470 después de 4 ms...

$A = e^{-t/RC}$

$R = - \frac{t}{C ln A} = 53000 \Omega$

La precisión depende del reloj del microcontrolador (menos mal que un oscilador de cuarzo cuesta una fortuna y de todos modos ya tienes uno) y la descarga RC actúa como una especie de lupa, lo que permite medir con precisión valores altos de resistencia.

La gorra debe ser de buena calidad, como C0G.

Hay muchos trucos baratos similares para usar un microcontrolador ADC. Por ejemplo, puede expandir esto usando un voltaje de CA en su resistencia (solo emita una onda cuadrada en un pin), luego filtre esto con un filtro de paso bajo (es decir, un límite) y al variar la frecuencia, puede variar la fuerza de la señal a medir. Amplifique con un opamp, que puede tener una ganancia fija y no se recortará ya que usted controla la amplitud de la señal, luego adquiera. Esto también elimina las compensaciones de CC y otras molestias.

También está este:

^{simular este circuito}

Establezca el pin deseado en la salida lógica 1 y los demás en Z alto, y puede elegir la resistencia superior en su divisor, lo que le brinda varios rangos. Sin embargo, tenga en cuenta la resistencia de salida del pin, que no será inferior a 30 ohmios y depende de la temperatura. Pero si calibra su sensor con pesos conocidos, se solucionará.