¿Es necesario un almacenamiento en búfer en este caso?

Necesitas una resolución de 0.4 mV para detectar tu señal. La exactitud es una pregunta diferente.

El divisor de voltaje creado por la fuente y las impedancias de carga introduce un factor de error de ganancia constante que se puede calibrar aplicando un factor de corrección más adelante.

Siempre que su DAQ tenga al menos 16 bits de resolución, debería estar listo. Debido a que su ancho de banda de medición es muy bajo, la mayoría de las fuentes de ruido se pueden filtrar, y como tampoco está buscando señales de CC, las compensaciones también se pueden eliminar. Todo esto (paso bajo de 1 Hz, paso alto de 0.001 Hz, corrección de ganancia) se puede hacer en el dominio digital, después del ADC.

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Estás confundiendo precisión y resolución / sensibilidad.

De acuerdo con la especificación de la pieza, la precisión en todo el rango es solo del 1%, por lo que si está tratando de medir y mostrar 0.022mG de fuerza, está utilizando el sensor equivocado. Es posible que pueda calibrarlo a tolerancias más cercanas, si también toma en cuenta la calibración de la linealidad del dispositivo. Sin embargo, eso no es un asunto trivial, especialmente cuando se toma en cuenta la variación de temperatura.

Sin embargo, si está intentando detectar movimiento hacia abajo en ese rango, el dispositivo, al menos de acuerdo con la información limitada que se muestra, puede detectar hasta 1uG.

Sin embargo, usted está tratando con voltajes muy pequeños y, como tal, la relación señal a ruido se vuelve crucial. La entrega confiable de señales analógicas tan pequeñas sobre un cuarto de milla de cable no es un asunto trivial.

Su mejor solución aquí es desarrollar pequeñas PCB que encajen en la parte superior del sensor, que recibirán la señal analógica, la digitalizarán localmente y luego se comunicarán con la placa central de recolección de datos a través de un protocolo de comunicación digital adecuado. El conjunto completo del sensor también puede protegerse adecuadamente para reducir aún más los problemas de ruido.

La placa local también puede limpiar la fuente de alimentación antes de entregarla al sensor, lo que mejora aún más la calidad de la salida de los sensores. De hecho, en el rango indicado, puede ser prudente entregar un voltaje más alto de CC o CA, y agregar reguladores para alimentar los sensores.

Es probable que las señales de alta impedancia en los cables largos transmitan ruido involuntario de los campos E dispersos que exceden su señal.

Recomendación

Guarda en búfer la impedancia de la fuente de 1k (1mA ~ 15V) que va a 400m de CAT6 a 100kOhm. La impedancia de la fuente Z (f) estará cerca de cero, pero 200 Ohms para RF donde no hay ganancia de realimentación ni señal deseada. Asumo que los cables CAT6 suministran +/- 15V DC en 3 cables con una carga de 1 mA.

La entrada de ruido puede ser causada por el alto ruido de CM que se convierte en ruido de DM por impedancia no balanceada, de modo que la fuente diferencial y el receptor están mejorando esto dependiendo de las relaciones de impedancia de CM / DM *% de desajuste * intensidad de campo de la fuente E y Z (f) del filtro de derivación.

Se recomienda un choke magnético CM SMD algo parecido a los que se usan en la telefonía para reducir el ruido de ingreso y esperar alcanzar un máximo de 400uV de ruido.

El propósito era detectar 0.15Hz de movimiento hasta 0.022mG.

+/- 7.5V / 100mG escala completa. utilizando +/- 15V de alimentación.
0.22mG = 7.5 / 100mG = 16.5mVp con presupuesto de error 0.4mV = SNR = 41 = 32 dB

.

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Dado que la información más importante son las frecuencias de resonancia automática del puente, donde el desplazamiento es una integral de aceleración doble, por lo que el nivel mG de 0.15Hz tiene una doble amplitud (DA) o 2D a 1.5Hz, que es 10x mayor que f y 100x 2D más grande a 0.15Hz. Entonces, la señal clave de la vibración del puente no es solo A (f) sino D (f), que es la segunda integral de A (f). esto resulta en una amplitud de desplazamiento de ...

\ $ 2D = \ dfrac {A} {{(\ pi f)} ^ 2} \ $

Mi sugerencia es proponer un énfasis previo en la señal tal como lo hizo RIAA a la grabación del fonógrafo y la transmisión de FM para audio de alta frecuencia con el fin de mejorar la SNR espectral.

Excepto aquí, antes de enfatizar, el resultado final deseado es D, desplazamiento que es el desplazamiento de deformación en el puente. En otras palabras, un doble integrador con restauración DC.

La reconsideración de la aceleración que se realiza normalmente en puentes es un LPF para bloquear por encima de 20Hz, de modo que la fase se mantiene a 0.2Hz, lo que se necesita 2 décadas por encima de la señal principal. el bloqueo a 1Hz resultará en errores de Demora de grupo que calculan el desplazamiento a 0.15Hz.

Una mejor manera es usar 2 integradores con CC restaurando de deriva para lograr un BW de 0,002 a 20 Hz (4 décadas) que ahora es 40RB mejor SNR a 0,2 Hz después de la integración de segundo orden. Debido al retraso del grupo en tales filtros, el error de fase debe considerarse en la banda de paso al ubicar los puntos de interrupción a 2 décadas de distancia en cada lado para reducir el Error de fase.

Ahora, la señal de telemetría con una PCB pequeña es Desplazamiento D (t) en lugar de G (t) con una SNR mucho más alta deseada para su aplicación con énfasis previo en la fuente.

La protección EMC es necesaria con el ingreso de IEC, pero esa es otra pregunta.