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配合传感器的变送器电路类型

作者:yangxixi?? 2007年06月10日 ?? 收藏0
引自博客:yangxixi

避开传感器原理不谈,传感器这种将物理量的改变传为电信号的装置输出一般是微弱信号,需要调理电路变换,或者称为变送器,将信号变为0~5V或4~20mA的标准输出。这种信号有利于后续采集装置或是驱动电路的实现。

0~5V信号由微弱信号放大得来,使用一般的运算放大器即可。并可实现零点偏移调整,对原有位政府的信号变为0~5V输出,只需加入2.5V的直流电平抬高信号。而放大的精度由运放的电阻精度保证,和运放的输入输出阻抗有关。

4~20mA信号在传输时不容易受干扰,多用于驱动电路或微机系统采集。同样需要放大实现,或者特殊的调理电路。

理想的传感器加变换器是输入和输出成严格线性的,所以变换器设计上需要保证线性,且需要对传感器输出存在的非线性进行补偿。线性化需要根据非线性的大小和正负来设计的,可以在模拟信号上进行,这个有成熟的电路,但电路较复杂,实现起来有困难。也可以在传感器输出采集成数字信号以后,在数字部分用程序实现。

智能化是变换器发展的趋势,特别是自带AD转换功能的嵌入式芯片集成进变送器电路。可以很方便的实现滤波、放大、AD转换、线性化处理、温度补偿等功能。而且电路体积可以做得很小,输出直接转换成数字量,还可以通过各种通信形式向外传输,增加了信号获取部分的自由度或个性化。

数字化是发展趋势,但模拟和数字的变换器电路同样重要,应用不同而已。为设计变换器电路,可以使用统一的设计平台,基本是由信号源和各种测试仪表组成的测试系统。首先信号员要能够模仿出各种传感器输出信号的特征,当然是指电量,非电量的输出形式还是要转换成电量的电路形式。比如,压电原理的传感器输出实际上是一个电荷信号,但可以用电压源并上电容或电流源船上电流源的电路模拟。为验证某些特殊信号的输入产生的响应,信号源部分最好具有阶越、冲击、噪声信号输出的功能。信号源输出进入电路模块,输出由示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪采集信号。考虑到功能的扩展,最好采用虚拟仪器技术,自行扩展一些测试功能,得到自己关心的信号。


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传感器? 变换器?

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