称重传感器供电：HX711称重传感器

HX711

称重传感器专用模拟/数字（A/D）转换器芯片

简介：

HX711是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性。该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单，所有控制信号由管脚驱动，无需对芯片内部的寄存器编程。输入选择开关可任意选取通道A或通道B，与其内部的低噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益为128或64，对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。通道B则为固定的32增益，用于系统参数检测。芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源，系统板上无需另外的模拟电源。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。

特点：

两路可选择差分输入

片内低噪声可编程放大器，可选增益为64  和128

片内稳压电路可直接向外部传感器和芯片内A/D  转换器提供电源

片内时钟振荡器无需任何外接器件，必要时也可使用外接晶振或时钟

上电自动复位电路

简单的数字控制和串口通讯：所有控制由管脚输入，芯片内寄存器无需编程

可选择10Hz 或80Hz 的输出数据速率

同步抑制50Hz 和60Hz 的电源干扰

耗电量（含稳压电源电路）：典型工作电流：<1.7mA,  断电电流：<1μA 工作电压范围：2.6 ~ 5.5V 工作温度范围：-20 ~ +85℃ 16 管脚的SOP-16 封装 ? 管脚说明 ? 模拟输入 通道A模拟差分输入可直接与桥式传感器的差分输出相接。由于桥式传感器输出的信号较小，为了充分利用A/D转换器的输入动态范围，该通道的可编程增益较大，为128或64。这些增益所对应的满量程差分输入电压分别±20mV或±40mV。通道B为固定的32增益，所对应的满量程差分输入电压为±80mV。通道B应用于包括电池在内的系统参数检测。 供电电源 数字电源(DVDD)应使用与MCU芯片相同的的数字供电电源。HX711芯片内的稳压电路可同时向A/D转换器和外部传感器提供模拟电源。稳压电源的供电电压(VSUP)可与数字电源(DVDD)相同。稳压电源的输出电压值（VAVDD）由外部分压电阻R1、R2 和芯片的输出参考电压VBG决定（图1），VAVDD=VBG(R1+R2)/R2。应选择该输出电压比稳压电源的输入电压(VSUP)低至少100mV。如果不使用芯片内的稳压电路，管脚VSUP和管脚AVDD应相连，并接到电压为2.6～5.5V的低噪声模拟电源。管脚VBG上不需要外接电容，管脚VFB应接地，管脚base 为无连接。 时钟选择 如果将管脚XI接地，HX711将自动选择使用内部时钟振荡器，并自动关闭外部时钟输入和晶振的相关电路。这种情况下，典型输出数据速率为10Hz或80Hz。如果需要准确的输出数据速率，可将外部输入时钟通过一个20pF的隔直电容连接到XI管脚上，或将晶振连接到XI和XO管脚上。这种情况下，芯片内的时钟振荡器电路会自动关闭，晶振时钟或外部输入时钟电路被采用。此时，若晶振频率为11.0592MHz,输出数据速率为准确的10Hz或80Hz。输出数据速率与晶振频率以上述关系按比例增加或减少。使用外部输入时钟时，外部时钟信号不一定需要为方波。可将MCU芯片的晶振输出管脚上的时钟信号通过20pF的隔直电容连接到XI管脚上，作为外部时钟输入。外部时钟输入信号的幅值可低至150mV。 串口通讯 串口通讯线由管脚PD_SCK和DOUT组成，用来输出数据，选择输入通道和增益。当数据输出管脚DOUT为高电平时，表明A/D转换器还未准备好输出数据，此时串口时钟输入信号PD_SCK应为低电平。当DOUT从高电平变低电平后，PD_SCK应输入25至27个不等的时钟脉冲（图二）。其中第一个时钟脉冲的上升沿将读出输出24位数据的最高位（MSB），直至第24个时钟脉冲完成，24位输出数据从最高位至最低位逐位输出完成。第25至27个时钟脉冲用来选择下一次A/D转换的输入通道和增益，参见表三。 ? 表三输入通道和增益选择 ? PD_SCK的输入时钟脉冲数不应少于25或多于27，否则会造成串口通讯错误。当A/D转换器的输入通道或增益改变时，A/D转换器需要4个数据输出周期才能稳定。DOUT在4个数据输出周期后才会从高电平变低电平，输出有效数据。 ? ? 复位和断电 当芯片上电时，芯片内的上电自动复位电路会使芯片自动复位。管脚PD_SCK输入用来控制HX711的断电。当PD_SCK为低电平时，芯片处于正常工作状态。 ? 如果PD_SCK从低电平变高电平并保持在高电平超过60μs，HX711 即进入断电状态（图三）。如使用片内稳压电源电路，断电时，外部传感器和片内A/D 转换器会被同时断电。当PD_SCK 重新回到低电平时，芯片会自动复位后进入正常工作状态。芯片从复位或断电状态进入正常工作状态后，通道A和增益128会被自动选择作为第一次A/D转换的输入通道和增益。随后的输入通道和增益选择由PD_SCK的脉冲数决定，参见串口通讯一节。芯片从复位或断电状态进入正常工作状态后，A/D 转换器需要4个数据输出周期才能稳定。DOUT在4个数据输出周期后才会从高电平变低电平，输出有效数据。 应用实例 图四为HX711芯片应用于电子秤的一个典型方案图。该方案使用内部时钟振荡器(XI=0)，10Hz的输出数据速率(RATE=0)。电源（2.7～5.5V)直接取用与MCU芯片相同的供电电源。片内稳压电源电路通过片外PNP管S8550和分压电阻R1、R2向传感器和A/D转换器提供稳定的低噪声模拟电源。通道A与传感器相连，通道B通过片外分压电阻（未在图一中显示）与电池相连，用于检测电池电压。 ? 参考PCB板（单层） 图五为与 HX711相关部分的 PCB 板参考设计线路图。图五为相应的单层 PCB 板参考设计板图。 ? ? 封装尺寸： ? 注意事项 1.所有数字输入管脚，包括RATE，XI和PD_SCK管脚，芯片内均无内置拉高或拉低电阻。这些管脚在使用时不应悬空。 2.建议使用通道A与传感器相连，作为小信号输入通道；通道B用于系统参数检测，如电池电压检测。 3.建议使用PNP管S8550与片内稳压电源电路配合。也可根据需要使用其他MOS或双极晶体管，但应注意稳压电源的稳定性。 4.无论是采用片内稳压电源或系统上其他电源，建议传感器和A/D转换器使用同一模拟供电电源。 5.的输入时钟脉冲数不应少于25或多于27，否则会造成串口通讯错误。 ?

称重传感器供电：深度探索：称重传感器的灵敏度

称重传感器接线图
接线图是电路简化图形的表示。它将电路的组件显示为简化形状，以及器件之间的功能和信号链路。接线图通常提供设备和终端的相对和一致的信息，以帮助用户在搭建或维修设备时使用。传感器接线图与示意图不同，示意图中组件互连的排列通常不会决定组件在已完成设备中的内部位置。示意图将更详细地处理内部外观，而接线图使用更具形象的表示法来提高比内部外观更高的互连。接线图通常用于排除问题，以清楚地了解每个接点。#称重传感器#
称重传感器可以采用两种不同的输入、输出接线方法：一种是四线制接法，另一种是六线制接法。
称重传感器四线制接法：
在称重设备中，四线的传感器用的比较多，如果要将六线传感器接到四线传感器的设备上时，可以把反馈正和激励正接到一起，反馈负和激励负，接到一起。
称重传感器四线制接法
四线制接法称重传感器对仪表无特殊要求，使用方便。当电缆线较长时，容易受环境温度波动等因素影响。
称重传感器六线制接法
六线制接法的称重传感器要求与之配套使用的二次仪表具备反馈输入接口，使用范围有一定的局限性，但不容易受环境温度波动等因素的影响，在精密测量及长距离测量时具有一定的优势。
称重传感器六线制接法
首先确定传感器接口的电源正、电源负、反馈正、反馈负、信号正、信号负。如果是6线制称重传感器，测出传感器电阻最小的两组线分别是电源正、反馈正；电源负、反馈负，接到显示器后对传感器加载，测量另外两根线的电压值(毫伏)正接显示器信号正，负接显示器信号负；如果是四线值，需要将显示器的电源正与反馈正短接、电源负与反馈负短接，用万用表测量传感器四根线，其中电阻值最大的两根是电源，另外两根是信号。
称重传感器接线常见问题：
传感器的出线有4线和6线两种；你要接4线还是6线首先要看你的硬件要求是如何的，原则当然应该是：当六线制的传感器接成四线制时，电源接线（EXC+,EXC-)与传感器线（SEN+,SEN-)就分别短接了。输出信号接线是SIG+和SIG-！
EXC+和EXC-是给称重传感器供电的，但是由于称重模块和传感器之间的线路损耗， 实际上传感器接收到的电压会小于供电电压。每个称重传感器都有一个mV/V的特性，它输出的mV信号与接收到的电压密切相关，SENS+和SENS-实际 上是称重模块内的一个高阻抗回路，可以将称重模块实际接收到的电压反馈给称重模块。假设EXC+和EXC-为10V,线路损耗0.5V，传感器 2mV/V，实际上传感器输出最大信号为(10-0.5)*2=19mV，而不是？20mV。此时称重模块内部就会把19mV作为最大量程，前提是传感器 必须通过反馈回路把实际电压反馈给称重模块。在称重模块上将EXC+与SEN+短接，EXC-与SEN-短接，仅限于传感器与称重模块距离较近，电压 损耗非常小的场合，否则测量存在误差。
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称重传感器供电：深度探索：称重传感器的灵敏度_1

称重传感器作为一个被动元件，将力学形变转化为电子信号，未得到能够测量的信号，就需要后续电路的处理。#称重传感器#
测量放大器作为测量链中的第二个成员，有两个主要任务，首先产生稳定的供电电压，其次将称重传感器毫伏级的输出信号，尽可能不失真地放大为伏特级信号。通常紧跟测量放大器的是模数转换器，在最简单情况下，它仅作为数码显示，但更普遍的是连接的是连接到称重微处理器处理和控制。数字化的测量值能进入相应的微机(PC)，可编程序控制器（PLC）或控制仪，这些电路可输出标准的模拟信号（0...10V，4...20mA）放大过程中产生的误差，取决于具体的测量放大器的性能。放大器首要的性能是信号的动态传递特性，温度对放大器的零点漂移和放大系数的变化，以及放大器对外部干扰的敏感度。
对阻抗性传感器，其最通常的例子是应变式传感器，既可以采用交流放大也可采用直流放大，二种方法都有其优缺点，应视任务之不同而确定其是否有利。
① 直流放大器
图9-5显示与应变式传感器相连的直流放大器的基本工作原理。
直流放大器的工作原理
因称重传感器是被动元件，只有施加激励电压才能得出测量信号。所谓的供电电压，例如5V，由高稳定的电源发生器产生。发生器产生的激励电压供应传感器的整个桥路。在没有加载的情况下，传感器输出极小的电压，它在测量放大器中得以补偿（零信号补偿），负荷施加于传感器上时使电桥电路提供正比于负荷量的输出电压，其极性随受力方向的变化而变化，既当对一个传感器由压力变为拉力时发生变化。传感器的输出信号被引入到测量放大器的输入级。
②交流放大器
与直流方法器的工作方法比较，交流放大器的工作方法因其信号形式的多样变换而初看非常繁琐，但另一方面交流放大器具有一系列的优点。
交流放大器的工作原理
图9-6为连接传感器的交流放大器的电路模块图，交流电压产生供电电压（例如5VAC）,这一电压的振幅和频率是高度稳定的，这个交流电压供应传感器桥路，在同一情况下如直流放大器中所描述，传感器在负荷作用下输出一个与负荷量成正比的幅值为10mV的交流信号，这个交流信号连接到后续放大器的输入级及其后级电路，并被放大到伏特级。这儿交流信号在相对狭窄的频带中被放大，具有一系列技术优点。
称重传感器放大器
传感器毫伏级的信号被多级放大到伏特级，放大器频率范围设计成仅有测量信号在其频带宽度内方能通过。这一频带外的其他干扰信号，包括零点漂移，将全部被抑制。
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称重传感器供电：称重传感器的应用（HX711）

基于stm32的hx711压力传感器。电子秤主要以单片机STC90C52RC控制核心，实现电子秤的基本控制功能。系统扩展了电子日历时钟,系统可以分为最小系统、数据采集、人机交互界面和系统电源、时钟和语音报数六大部分。最小系统部分主要包括STC90C52RC和经典复位电路；数据采集部分由称重传感器、信号放大和A/D转换部分组成，信号放大和A/D转换部分主要由专用型高精度24位AD转换芯片HX711实现；人机交互界面为键盘输入和点阵式液晶显示，主要使用4*4矩阵键盘和1602液晶显示器，可以方便的输入数据和直观的显示数据；时钟模块主要由时钟芯片DS1302和时钟电路组成；语音报数模块可语音报读时间和电子秤系统的重量、单价、金额等语音内容，主要由SC1010B实现。该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～5Kg，重量误差不大于±0.005Kg）,并扩展了时钟和语音报数的功能，时钟模块还可设置闹钟功能。系统在称量时还具有超量程报警功能。整个系统结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。