数字测量芯片PS081在太阳能衡器和高精度数字传感器中的应用

图4

为了调整增益和零点偏移，需要仅一次的温度试验来找出相应的系数，由于无需进行手动调整，整个调整过程可以在最终生产好传感器之后进行，调整的过程需要很少的时间，却可以非常的精确！参见下图：

图5 PICOSTRAIN补偿后的零点偏移和OIML6000标准对比图

4、高精度、低功耗特性

PS081的最大特性就是高精度和低功耗。那么和传统的ADC方案相比较，PS081的功耗会怎么样呢?让我们来对PS081和目前市场上主流的ADC做一个功耗对比：

电流消耗
PS081
ADS1230
CS5532-BS

在最高测量速度转换器电流（不包括传感器）
0.39mA
0.995mA
16mA

最大测量性能情况下包括传感器在内（350R传感器）
4.5mA
15mA
30.3mA

3000 OMIL分度，5Hz情况下的整体电流消耗
0.18mA
15mA
15mA

通过上面的表格我们可以看出，无论是在高精度还是在高刷新率下，相对于ADC来说，PS081的功耗都是最低的。这也是为什么我们的PS081可以应用于太阳能衡器的一个原因。下面我们来再看一个图表：

显示分度
输出频率
应变灵敏度
工作电流在3V情况下
衡器类型
工作时间

2.000
3Hz

（6Hz）
1mV/V
1 K?
15u A

（25u A）
太阳能
无需电池

2.000
5Hz
1mV/V
1 K?
????
60 µA

90 µA
邮局称、人体秤、厨房秤、包裹称
3.000 hours

(1xCR2032)

5.000
5Hz
1mV/V
1 K?
???
120 µA

220 µA
高端邮局称、厨房秤、手掌秤
1.500 hours

(1x CR2032)

10.000
5Hz
1mV/V
1 K?
???
300 µA

700 µA
高端手掌秤、简单计数秤
2.000 hours

(1 x CR2430)

15.000**
5Hz
1mV/V
1 K?
???
2.5 mA

6.0 mA
计价秤、高端商业称
1.000 hours

(4xAA Cells)

* 峰-峰 值 = 6 Sigma

** 900.000 有效分度或 8 nV RMS 噪声, 工作电压 3.6V最好应用350Ohm传感器 ，因为1k ohm传感器的热噪声比较差

PS081在10HZ以上的刷新频率下可以做到10万分度的衡器，而对于一般的衡器来说其对刷新率要求并不是很高，所以对于acam的PS081来说可以做到更高的分度，最高可以达到20万稳定显示分度！

5、方案介绍 5.1 PS081在太阳能衡器上的应用

采用PS081在低功耗上的技术优势，可以设计出太阳能衡器。目前世强电讯在太阳能衡器上的方案有太阳能人体秤和太阳能厨房秤两种：

方案1、太阳能人体秤：

人体秤精度：150Kg,分辨0.1Kg的测量精度

超低的电流消耗:
- 正常测量模式时最低整体电流消耗17µA
- 在扫描模式仅8 µA

在扫描模式也会有持续的测量, 可以自动检测重量 ("Auto-On ")

无需电池

"绿色产品" – 环境保护的电子

方案2、太阳能厨房秤：

5000 分度./3Hz 厨房秤可以仅用太阳能电池板驱动 (1mV/V, 25µA, 单点厨房秤)

10000 分度./6Hz 厨房秤带有 2xAAA 电池 --> 6000 工作小时

可以应用半桥传感器没有任何精度损失

5.2 PS081在数字传感器中的应用

今天的数字传感器提供了高灵活性以及可替代性，但是传感器成本太高，应用PICOSTRAIN电路可以生产制造更加简单而且廉价的未来数字传感器。

PICOSTRAIN提供了革新的温度补偿测量，无需机械调整传感器，温度补偿非常容易

提高了传感器整体性能质量，可以满足OIML6000分度

PICOSTRAIN单芯片为数字传感器提供了高灵活性

PICOSTRAIN测量原理可以灵活配置调整

高精度测量（最高20万峰-峰值显示分度）

低功耗测量（最低功耗小于20u A）

高速测量（最高速度可以达到1000Hz）

单芯片解决方案让电路设计更加紧凑

与单片机或者接收器的通信可由SPI接口来完成

结语

PS081是德国acam公司的一项创新型产品，一经推出市场就给中国的衡器市场乃至世界的衡器市场带来了一个不小的惊喜。其低功耗和高精度的单芯片方案正符合了当前衡器市场发展的潮流，既符合了世界对节能环保产品的发展趋势，也为衡器技术的发展提供了一个很好的契机。故该芯片一经推出就受到了市场的广泛关注，太阳能人体秤已经批量应用，太阳能厨房秤和其他的太阳能产品正在不断的推出市场，而数字传感器将是一个新的开端！