Escalamiento de la salida del sensor analógico (0.4V a 2.7V) a plena dinámica de ADC (Vref 3.3V)

Su rango de señal es, como porcentaje del rango del ADC, 71.2%. En LSbs equivalentes son 2917 LSBs. Eso es equivalente a un ADC hipotético que tiene una resolución de 11.5 bits.

Así que mi primera observación es por qué molestarse: -

Dado que cualquier ADC tiene un rango real en el que nunca se puede confiar que sea exactamente 0 voltios para Vref, realmente no veo mucha ventaja en lo que usted propone.

Pero, digamos que usaste un amplificador operacional que modificó tu señal al rango que crees que quieres, ¿en qué errores se incurre al hacerlo? ¿Va a utilizar resistencias de 0.1% (precisión de 10 bits) o tal vez resistencias de 0.01% (una precisión de poco más de 13 bits)? ¿Estás dispuesto a pagar por esa precisión?

Cada resistencia incurrirá en un error y se puede asumir que esos errores se acumulan. Además, existe el error del amplificador operacional y su incapacidad para alcanzar los 10 mV a 50 mV del rango de suministro significa que nunca podrá obtener los 12 bits completos que desea.

Entonces, ¿te limitas a un sistema de 11.5 bits o diseñas un amplificador operacional (con un costo significativo para las resistencias) que podría darte 11.8 bits?

O, ¿vas con un ADC de 14 bits y te olvidas de esta charla tonta de un nivel y ganas de cambiar?

Andy tuvo una buena respuesta para usted con respecto a la posible pérdida de precisión con respecto a la adición de un circuito de compensación y compensación. Pero también hay otros factores que debe considerar:

1. Habrá una variación de un sensor a otro sobre qué voltaje analógico corresponde a qué distancia. La tabla de rango de voltaje de señal de la hoja de datos muestra las características típicas de 25C a 5V. Pero una unidad a otra variará tanto en rango como en desplazamiento, por lo que es bueno dejar el rango de entrada A / D adicional en el lado alto y bajo para permitir esta variación.
2. Este sensor no va a ser tan preciso que pueda presentar lecturas repetibles en la resolución de rango completo incluso si pudiera escalar y compensar con un error de cero. Si se extiende el rango de especificación del sensor de 150-20 cm en todo el rango A / D de 4096 cuentas, se obtiene un valor de 0.03 cm si el sensor es lineal. El hecho de que el sensor no sea lineal hace que las cosas empeoren en algunos puntos y la capacidad de repetición será mucho peor, por lo que simplemente no hay razón para intentar un ajuste a escala completa.
3. La reflectividad de la superficie jugará un papel muy importante en lo que el sensor transmite en cuanto a su voltaje analógico para cualquier conjunto dado de condiciones. Por esta razón, no es útil pensar en un sensor como este como un dispositivo de medición absoluto y, como tal, las lecturas A / D que logre no deben usarse de esa manera.

Probablemente haya una estrategia mucho mejor para usar un sensor como este en un modo de medición relativo en el que detecte cambios dinámicos y no se preocupe realmente por la precisión absoluta. Tome decisiones sobre cómo cambian las lecturas del sensor de una muestra a otra en lugar de cuáles fueron las lecturas en algún momento en el pasado en las que intentó calibrar un conjunto de puntos de referencia absolutos.