Ah, ich habe einmal eine absolut fantastische Antwort geschrieben :-) dafür!

Ich habe festgestellt, dass Sie den maximalen Ausgangsbereich erhalten, wenn der Vorwiderstand gleich ist p>

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

Sie müssen zugeben, dass dies einfach wunderschön aussieht. Für Ihren Sensor wäre dies also

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

, wenn Sie die Widerstandsteiler mit der Referenzspannung des ADC erhalten Sie Messwerte von 380 und 640 für 23 kΩ bzw. 65 kΩ. Das ist ein Bereich von 260 diskreten Werten oder einer Auflösung von 0,4%. Besser kann man nicht ohne Verstärkung oder höhere Spannungsdifferenz am Widerstandsteiler werden.

Beachten Sie, dass bei Verwendung derselben Versorgung für den Teiler und die ADC-Referenz der Messwert vollständig unabhängig von Spannungsschwankungen ist!

Die Gleichung für einen Spannungsteiler mit R1 an Vcc und R2 an GND und R1 und R2 aneinander lautet:

V_out = Vcc * R2 / (R1 + R2)

Sie könnten dies als Optimierungsproblem formulieren und Ableitungen und ähnliches verwenden, aber ich finde den Brute-Force-Graph-Ansatz lehrreicher.

Sie kennen den Mindestwert, den Sie aus Ihrer Kraft lesen Der Sensor war 23 kOhm und der Maximalwert, den Sie von Ihrem Kraftsensor ablesen, betrug 65 kOhm. Angenommen, Ihr Kraftsensor ist R2, dann sieht der Wertebereich, den Sie für Vout für einen Bereich von R1 erhalten, am oberen und unteren Ende von R2 folgendermaßen aus:

... und ebenso, wenn Sie den Teiler umdrehen und R2 variieren, erhalten Sie:

Lange Rede, kurzer Sinn, Ihre beste Wette liegt bei etwa 40 kOhm für den Bereich von Widerstände, die Sie empirisch gemessen haben.

Die Widerstandslösung ist die einfachste, aber sie ist nicht linear, da der Widerstand variiert:

Das Obige ist eine Simulation unter Verwendung einer 5-V-Versorgung, die 39k von Stevens antwortet als oberer Widerstand und variiert den unteren Widerstand (den Sensor) von 23k bis 65k. Beachten Sie, dass das Diagramm eher gekrümmt als gerade ist. Dies ist möglicherweise nicht wichtig für Ihre Anwendung, aber wenn dies der Fall ist, müssen Sie dies in der Firmware kompensieren.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, anstelle des oberen Widerstands eine Stromquelle zu verwenden:

Hier sind die Ergebnisse für dieselbe Sweep wie zuvor (Versorgung immer noch 5 V):

Sie können sehen, dass das Ergebnis viel linearer ist. Dies dient nur zur Veranschaulichung des Konzepts. Q1 kann ein allgemeiner Zweck sein PNP, D1 und D2 können nahezu jede Siliziumdiode sein, und Sie können R3 für Ihren gewünschten konstanten Strom ändern:
I = (VD1 + VD2-Vbe) / R3 -> (0,6 + 0,6 - 0,6) / 12k = ~ 50uA. Dies ist ziemlich rau, daher müssen Sie möglicherweise trimmen (Sie können einen Trimmtopf für R3 verwenden, wenn Sie möchten).

Wenn Sie eine sehr zuverlässige Stromquelle wünschen, können Sie anstelle des Transistors einen Operationsverstärker verwenden :

Die Idee ist im Grunde die gleiche wie beim Transistor, nur mit einem Operationsverstärker. Iout = V + - Vref / R2.