Elija la resistencia con el sensor divisor de voltaje

Ah, una vez escribí una respuesta :-) absolutamente fantástica para eso.

Encontré que obtienes el rango de salida máximo si la resistencia en serie es igual a

\ $ R_S = \ sqrt {R_ {MIN} \ times R_ {MAX}} \ $

Tendrás que admitir que esto se ve hermoso. Así que para tu sensor sería

\ $ R_S = \ sqrt {23 k \ Omega \ times 65 k \ Omega} = 39 k \ Omega \ $

Si alimenta el divisor resistivo con el voltaje de referencia del ADC obtendrá lecturas de 380 y 640 para 23 kΩ y 65 kΩ, resp. Eso es un rango de 260 valores discretos, o una resolución de 0.4%. No puede obtener mejor que eso sin amplificación o una mayor diferencia de voltaje a través del divisor resistivo.

Tenga en cuenta que al usar el mismo suministro para el divisor y la referencia del ADC, la lectura es completamente independiente de las variaciones de voltaje.

La ecuación para un divisor de voltaje con R1 conectado a Vcc y R2 conectado a GND, y R1 y R2 conectados entre sí es:

V_out = Vcc * R2 / (R1 + R2)

Podrías formular esto como un problema de optimización y comenzar a tomar derivados y esas cosas, pero encuentro que el enfoque del gráfico de fuerza bruta es más instructivo.

Usted sabe que el valor mínimo que leyó en su sensor de fuerza fue de 23kOhms y el valor máximo que leyó en su sensor de fuerza fue de 65kOhms. Suponiendo que su sensor de fuerza es R2, entonces el rango de valores que obtendrá para Vout para un rango de R1 se ve así en los extremos superior e inferior de R2:

...ydelamismamanera,sivolteaseldivisorycambiaselR2,obtienes:

En pocas palabras, su mejor apuesta es algo alrededor de 40kOhms para el rango de resistencias que ha medido empíricamente.

La solución resistiva es la más simple, pero no es lineal ya que la resistencia varía:

Loanterioresunasimulaciónqueusaunsuministrode5V,los39kdeStevensrespondencomolaresistenciasuperioryvaríanlaresistenciainferior(elsensor)de23ka65k.Tengaencuentaquelagráficaescurvaenlugarderecta.Esposiblequeestonoimporteparasuaplicación,perosilohace,deberácompensarelfirmware.

Otraformadehacerlascosasseríausarunafuenteactualenlugardelaresistenciasuperior:

Aquí están los resultados para el mismo barrido que antes (suministro todavía 5V):

Puedesverqueelresultadoesmuchomáslineal.Estoessoloparailustrarelconcepto,Q1puedesercualquierPNPdepropósitogeneral,D1yD2puedensercasicualquierdiododesilicio,ypuedealterarR3paralacorrienteconstantequedesee:
I=(VD1+VD2-Vbe)/R3->(0.6+0.6-0.6)/12k=~50uA.Estoesbastantedifícil,porloqueesposiblequedebarecortar(puedeusarunpotenciómetroderecorteparaR3silodesea)

Sideseaunafuentedecorrientemuyconfiable,puedeusarunopampenlugardeltransistor:

La idea es básicamente la misma que la del transistor, simplemente usando un opamp. Iout = V + - Vref / R2.