设计、搭建、测试
图示的电路板已装配完成且经过测试。

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评估硬件

产品型号带"Z"表示符合RoHS标准。评估此电路需要下列选中的电路板

  • MAXREFDES75# ($401.73) EV Kit
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描述

电子秤用于质量测量,在各种工业应用中至关重要。从微量反应物到大型货物集装箱,称重能够为化学反应到商品管理等一系列流程提供关键信息。所有现代电子秤的关键组件都是模数转换器。MAXREFDES75#在高性能系统中集成完整的24位ADC,执行小信号(低至±25mV满量程)24位测量,同时生成高压传感器电源,并产生与输入信号成比例的0至10V输出。

优势和特点

  • 比例测量或与高精度电压基准进行比较测量
  • 用户可编程传感器(负载单元)的失调和增益校准
  • 用户可编程DAC的失调和增益校准
  • 用户可编程电压输出范围映射

详情

简介

电子秤被广范应用于重量测量行业中。从质量超轻的试剂到大型集装箱,称重都为从化学反应到商品管理的各种过程提供关键信息。所有现代化电子秤的关键元件都是模/数转换器。MAXREFDES75#将完整24位ADC集成至高性能系统,执行小信号(低至±25mV满幅)24位测量,同时产生高压传感器电源,从而生成与输入信号成比例的0至10V输出。

MAXREFDES75参考设计的特性包括:

  • 比例测量或与高精度电压基准进行比较测量
  • 用户可编程传感器(负载单元)的失调和增益校准
  • 用户可编程DAC的失调和增益校准
  • 用户可编程电压输出范围映射

MAX11270

  • 24位分辨率,64ksps
  • 6nV/√Hz集成式可编程增益放大器(PGA),增益可高达128

MAX542

  • 16位分辨率,无失码
  • 高精度INL ±2 LSB(最大)

详细说明

图1为MAXREFDES75#框图。


Figure 1. The MAXREFDES75# reference design block diagram.

图1.MAXREFDES75#参考设计框图。


信号链设计为传感器信号直接馈入MAX11270。由于MAX11270中集成了PGA,因此无需外部运算放大器。通过MAX14850进行隔离后,MAXQ622读取输入信号,应用零偏移和权重系数,并给出最终的权重。MAXQ622根据DAC校准和输出范围映射计算DAC值,并将其写入DAC。提供多种传感器电源选项可选,如表1所示。


表1.传感器电源配置
ADC输入配置 连接器 分流位置
MAXREFDES75#上生成10V 输出:S+电桥
输出:S-电桥
比率设置
比率设置
JP5:水平
JP6:水平
JP2:2-3
JP3:2-3
MAXREFDES75#上生成3.3V 输出:S+电桥
输出:S-电桥
比率设置
比率设置
JP5:垂直
JP6:垂直
JP2:2-3
JP3:2-3
通过外部传感器电源进行比率测量 输入:S+电桥
输入:S-电桥
比率设置
比率设置
JP5:打开
JP6:打开
JP2:2-3
JP3:2-3
外部传感器电源使用基准电压 输入:S+电桥
输入:S-电桥
比率设置
比率设置
JP5:打开
JP6:打开
JP2:1-2
JP3:1-2

电源

MAXREFDES75#配备多种传感器电源选项。10V或3.3V可用于激励称重传感器。10V激励电压将提供最高性能,但是还需要额外的组件,因此在最终设计中会增加成本。ADC运行需要3.3V电源轨,因此它可用于所有配置。此外,ADC可配置为在比率模式下工作,基准源电阻分压器由10V电源轨或MAX6126基准电压源供电。比率法通常是首选,但是,基准电压有助于用户灵活评估系统,且不会改变系统带来的增益。

MAXREFDES75#板通过X2端子板由9V至40V、200mA的单个直流电源供电。MAX17501通过可变输入电源提供+8V电源轨。MAX16910 LDO从8V电源轨为MAXQ622生成3.3V电压。MAX13256为ADC、DAC、基准电压源、称重传感器和模拟输出提供隔离式正电源轨和隔离式负电源轨。MAX16910 LDO为MAX542提供VDD。MAX8510 LDO为MAX11270提供AVDD和DVDD。MAX9633为称重传感器提供低噪声10V电源。

快速入门

设备要求:

  • MAXREFDES75
  • 运行Windows 7或更高版本操作系统的PC
  • Micro-USB连接线
  • +12V DC电源(支持9V至40V电压范围)
  • 精密电压表
  • 用于测量重量的称重传感器设置
  • 开槽螺钉用小螺丝刀(2mm)

程序步骤

MAXREFDES75板已装配完成且经过测试。按照以下步骤验证电路板的运行情况:

  1. 将称重传感器连接到MAXREFDES75。


  2. S+是称重传感器的正电源,S-是称重传感器的负电源。
    将称重传感器输出连接至IN+和IN-。

  3. 为板左侧的X2连接器通电。(注:电压应介于9V至40V之间)。输入具有极性反接保护。下引脚为(+),上引脚为(-)。


  4. 上电后,该板将进行10次测量,并且在此过程中会显示ADC LSB值。将对这10次测量值进行平均计算,并将平均值用作零位。
  5. 注:上电之前,从称重传感器上取下所有称重物,在进行前10次测量时要避免振动。

  6. 该板尚未针对称重传感器进行校准,但上电后显示屏应显示约0克,并且如果在称重传感器平台上放置称重物,则数字应发生变化。在进行前10次测量后,ADI徽标应从左向右移动。
  7. 要校准电路板,请下载MAXREFDES75#校准GUI。
  8. 安装MAXREFDES75#校准GUI并启动。
  9. 使用micro USB线连接PC和MAXREFDES75#。
  10. MAXREFDES75#校准GUI将在左侧显示称重历史记录和结果。右侧提供“自动校准”和“手动校准”两个选项卡。


  11. 建议使用“自动校准”选项卡,它会引导用户执行整个校准过程。通过自动校准确定的校准系数将填充在“手动校准”选项卡中相应的文本框中,并且可以在校准后进行查看。

  12. 单击“校准重量”按钮,将打开一个消息框,提醒用户从平台上移除所有称重物。测量过程中应尽可能避免振动和任何空气流动。单击“确定”按钮。
  13. 当平台上没有称重物时,MAXREFDES75将进行10次测量并显示称重进度。


  14. 随后,将会弹出一个窗口,要求用户在平台上放置已知重量的物品,并在文本框中输入重量(单位:克)。输入重量后,单击“确定”按钮。


  15. 将已知重量的物品放在平台上时,MAXREFDES75将进行10次测量,并显示称重进度。/li>

  16. 第二次测量后,MAXREFDES75校准GUI将计算偏移和权重因子,并将结果发送到MAXREFDES75板。称重结果也会填充在“手动校准”选项卡的相应文本框中。


  17. DAC输出还需要针对失调和增益误差进行校准。
  18. 在电路板右侧的AOUT和AGND之间连接一个精密万用表(如果连接位置方便读取显示屏)。单击“校准DAC”按钮。

  19. MAXREFDES75将产生0.625V直流电压。用万用表测量准确的结果,并将测量结果输入文本框中,然后单击“确定”按钮。


  20. MAXREFDES75将产生9.375V直流电压。用万用表测量准确的结果,并将测量结果输入文本框中,然后单击“确定”按钮。


  21. 第二次测量后,MAXREFDES75校准GUI将计算模拟输出的偏移和增益,并将结果发送到MAXREFDES75板。称重结果也会填充在“手动校准”选项卡的相应文本框中。


  22. 重量和输出电压之间的输出映射也可以校准。
  23. 单击“校准输出”。
    将弹出一个窗口,要求用户输入应产生0V输出的重量(单位:克)。
    注:低于此重量也会产生0V。
    然后输入应产生10V输出的重量。
    注:高于此重量也会产生10V。
    单击“确定”按钮。



  24. 确认现在电子秤是否可以准确测量重量,并且模拟输出是否会相应发生变化。
  25. 要将校准值存储到闪存,单击“将所有校准数据保存到闪存”按钮。这会将校准数据保存到安装在MAXREFDES75上的MAXQ622中。执行此步骤后,使用独立系统时不再需要PC。
  26. 断开USB连接。
  27. 重新启动MAXREFDES75并验证重量测量是否正确以及模拟输出变化是否已校准。

独立操作(第一次校准完成后)

  • 显示的重量以克为单位。
  • 模拟输出电压是通过MAXREFDES75校准GUI完成校准后的电压值。
  • 要将重量重置为零,按“S1”按钮(如果板的方向可以读取显示屏,应为最右侧按钮),这会将重量重置为零。
  • 要重置系统,按“S3”按钮(如果板的方向可以读取显示屏,应为最左侧按钮)。

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