仪器放大器及其应用

一、仪器放大器的特征(一)通用运算放大器的限制在测量或数据采集的应用中,被测量或采集的数据往往是传感器送来的。传感器的种类繁多,特性各异。有的输出是电阻、电容或电感的变化量,用电桥把它们转换成电压变化量,如图1(a)。从电桥或传感器送来的信号电压很小,又是差动信号。通常,用通用集成运算放大器接成差动放大电路,如图1(b)所示。由于     

用Pt100组成的温度测量电路

温度传感器Pt100具有测温范围大,温度系数小和线性好的特点。图1为一个由恒流源、传感器Pt100(0℃时的R_Q为100Ω)和反相放大器组成的温度测量电路。它与通常用的惠斯顿电桥和差分放大器组成的电路(图2)相比,具有电路简单、成本低和误差小的特点。图2所示电路中,带有Pt100的电桥电路位于     

模拟开关MAX4590在测温电路中的应用

<正> 在热电阻式温度传感器的测温电路中,一般将传感器组成电桥,并用恒压源为电桥供电,根据电桥的输出电压来确定所要测量的环境温度。由于电阻的热效应限制,电桥电源的幅值不能过高,否则将影响测量精度,甚至可能造成传感器的损坏。电桥输出的电压通常很小,需要进行放大处理;另外,电桥的输出电压与热电阻的电阻值不是绝对的线性关系,还需要增加硬件或软件进行线性化处理。随着测量回路数量的增多,系统的成本及功耗也将成为一个不容忽视的问题。下面介绍一种简单的测温电路,可以有效地解决上述问题。 由于电阻的热效应,热电阻(电阻值从1Ω到几千欧姆不等)的工作电流都有一定的限制,而热电阻的温度系数小于0.67％/℃,即对于电阻值为100Ω的热电阻,温度变化1℃,     

一种微型Pt温度传感器及其读出电路的研究

基于电阻温度系数(TCR)原理及微机电系统技术,设计并制作了一种用于微型聚合酶链式反应(PCR)芯片的Pt温度传感器及其读出电路。利用溅射和剥离技术将厚度为100 nm的弯曲条形Pt传感器制作在硅衬底上。其长度和宽度分别为2 030μm和10μm。设计了基于四线法温度测量的读出电路,该电路主要包括一个恒流源电路和一个电压放大电路。测试结果表明,该传感器的电阻温度系数为1.48×10-3℃-1,其电阻变化随着温度的变化具有良好的线性度,当温度在27～100℃变化时,电阻范围在653.5～716.5Ω变化。在接出一个8位的模数转换器以后,整个传感器和读出电路能确保一个精度为0.2℃的温度控制,满足一般PCR测量需要。     

新型压力传感器处理芯片MAX1457

<正> 压力传感器已广泛应用在各个领域。压力传感器检测电路的基本形式是一个平衡的电桥,电桥的四个臂由压敏电阻组成,如图1所示。当压力施加到压敏电阻上时,其电阻值R变成R-△R或R+△R,电桥的平衡状态受到破坏,电桥的输出电压V1和V2发生变化,因而检测V1、V2的大小就可以得到被测物体受压力的大小。图1中的电阻一般采用硅晶压敏电阻(或温度敏感电阻)。这种电阻的压电灵敏度高、受温度的影响和非线性失真较小以及受压精度高,因此被大量应用。     

一种双电桥非线性校正方法

传感器的非线性校正,通常需要设计一个非线性校正电路来试验.现设计了一组双电桥电路,用于铂电阻温度传感器数显电路的非线性校正.由双电桥电路输出两组电压,其中一组提供随被测温度变化而变化的信号电压送给A/D变换电路的信号输入端,另一组是带有非线性补偿的基准电压送给A/D变换电路的基准电压输入端,调整其负反馈的大小,使温度显示器显示温度的非线性误差在-50℃～199.9℃,范围仅小于0.1℃.     

高性能V/I接口集成电路AM412的特点与应用

AM412是德国Analog Microelectronics公司开发的可处理电桥输出信号的电流输出接口集成电路，它可直接接收来自传感器的输入信号，特别适合于测量大动态范围的信号，可广泛用于压力测量、温度测量、气体分析等领域。文中介绍了AM412的主要特点、内部结构和应用电路。     

低耗炉温控制电路

在制作光弹模型和应力冻结实验中必须严格控制炉温。本文给出的220V单相自动炉温控制电路的工作温度范围是25℃～150℃,加热/冷却速率为0.5、1.5和3.0℃/hr,非常实用。温度测量电路图1是低耗炉温控制电路的框图,为了测量炉温并将它转换成0V（25℃）和5V（150℃）间的比例电压,将MTS105晶体管用作温度传感器,这是位于炉内的唯一元件。温度测量电路如图2所示。放大器A1和A2防止MTS105晶体管负载,差分放大器A3消除由电炉引进的共模噪声,A4提供系统增益,具有零点调节和大小调节,用于工作温度的选择。温度指示电路利用来自测量电…     

家电维修技术中级工考核习题选登——电路基础部分

<正> 一、是非判断题(正确打“√”,锗误打“×”) 1.电阻R1、R2、R3并联接入电路,已知R1相似文献   

一种新型的双模式红外传感器热电元件温度测量方法

传统的红外温度测量传感器由热电元件和热敏电阻两种传感器构成,其中热电元件用于测量待测物体的目标温度,热敏电阻用于测量环境温度。本论文提出了一种新型的温度测量方法,通过使用单一的热电元件及其AD(analog-digital)模块和PMOS(positive channel metal oxide semiconductor)电路实现双模式的切换,在一个测量周期内实现红外传感器测温和环境温度补偿的作用。采用TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)0.35μm CMOS(complementary metal oxide semiconductor)工艺制造红外传感器,对红外传感器进行温度校准后按照双模式切换方法进行测试和实验,经过温度补偿后温度测量平均误差小于0.01℃,极大地提高了测量精度和环境温度补偿精度,减小动态温度测量误差,同时简化了红外温度传感器的设计制造过程,具有很好的实用价值。     

一种具有较大电容动态测量范围的接口电路

针对应用广泛的电容式传感器信号采集问题,提出了一种具有较大电容动态测量范围的高精度电容式传感器接口电路。该接口电路包括一个电容式有源电桥,以及用于将电容直接转换为频率的张弛振荡器,电路的频率输出用于确定微湿度传感器的响应特性。在基于薄膜的电容湿度传感器上进行了测试,实验结果表明,相比现有的类似电路设计,提出电路的结构更加简单且具有更大的电容测量范围和较高的精度,在1 p-600 p测量范围内的精度（误差百分比）<-2.14%,接口电路灵敏度为4.91 Hz/ppm,且输出频率与电容变化成线性关系。     

测量热敏电阻温度特性曲线硬件电路的设计

开发了测量热敏电阻温度特性曲线的硬件电路。使用DS18B20作为温度传感器,编写单片机与PC机间的通信程序,该温度值经串口发送到计算机中。电压信号利用声卡采集到计算机中,由LabVIEW软件编写的虚拟锁相放大器测量,实现了测量负温度系数的热敏电阻阻值随温度的变化曲线。利用电桥来提取阻值变化引起的电压变化信号,并且将测量值采集到计算机中,可以实现基于计算机的数据采集和分析。     

高精度光纤静位移传感器的调理电路

本文介绍一种高精度光纤静位移传感器用的调理电路.它是传感器与单片机之间的接口电路,如图1所示.电路灵敏度高(4.24mV/nA),分辨力极强(10~(-10)A).它采用积分型I/U转换、双路消噪法、高阶滤波等方法从噪声中提取出微弱信号. 一、前置放大器的设计与调试前置放大器是该测量系统的关键环节之一.它的精度、稳定度、灵敏度直接决定整个系统的性能指标.它应具备能够接收进微弱信号的能力,能从光源和光电探测器及地线等造成的噪声中放大有用信号.其框图如图2所示.图中信号臂电流I_(01)是指从输出光纤输出的随静位移变化的光电流;参考臂电流I_(02)是指光源输出的光电流,是一个恒定值.     

温度测量系统对ADC的要求

引言适用于温度测量的温度传感器有好几种。为具体应用选择适当的温度传感器取决于待测温度范围以及所需要的精度。系统精度取决于温度传感器的精度以及用于将传感器输出数字化的模数转换器(ADC)     

巨磁阻生物传感器阵列及专用锁相放大器设计

EW_GⅠ是基于GMR(巨磁阻)传感器,用于检测血样中特种病毒的正在研发的生物芯片系统。叙述了其巨磁阻传感器阵列以及后端锁相放大IC电路的设计及实现。该阵列包含32个GMR传感器单元和2个传感器参考单元,形成多路的半桥式惠斯通电桥,用于感应绑定磁球的附加磁场。每个单元(100μm×100μm)由长1mm、宽7μm的巨磁电阻蜿蜒而成,该电阻采用[Ag(2nm)/NiFe(6nm)/Cu(2.2nm)/CoFe(4nm)]20结构,采用Ag作为镜面层,其饱和磁场小于等于30mT,GMR值约6%,单个传感器电阻约为780Ω。配套的锁相放大芯片包括了信号通道、参考通道、前置低噪声放大器、带通滤波器、可控增益放大器、相敏检测电路、正交移相电路、差分直流放大电路八个部分,整个设计功耗小于50mW@Vcc=3V。     

温度传感器与信号调节器选择指南

温度传感器 集成温度传感器与其它的测温器件,如电阻测温计(RTD)和热敏电阻相比具有许多的优点。这种温度传感器具有线性输出温度系数,所以电路不再需要线性化。其输出信号幅度通常比其它各类型传感器高得多,更不易受噪声和干扰的影响。可以制做出适用于不同温度范围、具有各种输出形式和温度系数的集成传感器。 集成温度传感器可应用于热电偶的冷端补偿、设备温度检测、自动温度测量与控制、取暖、通风和空调系统(HVAC)监控、工业温度控制、线路板级温度诊断、仪器温度读出的选择及精密电路中温度修正。     

次音频低耗电的晶体管选频放大器

当选频放大器工作在频率很低的情况下,谐振回路往往应用RC网格.RC网格的形式很多,接在电路中的位置也各不相同.应用得最多效果最好的要推RC双T电桥了.利用RC双T电桥接在放大器负反馈电路中,当信号频率等于电桥的谐振频率时,反馈系数为零,因而放大器的放大倍数基本上等于不接双T电桥时的放大倍数.当信号频率偏离电桥谐振频率时,因有较大的负反馈存在,放大器的放大倍数迅速下降,故可获得很好的选频性能.由于晶体管的出现,上述选频放大器更可利用晶体管制作,获得体积小、耗电少而性能优良的选频放大器.本文拟介绍一个次音频低耗电的晶体管选频放大器.     

RTD温度测量系统对ADC的要求

有多种类型的温度传感器可以用于温度测量系统。具体使用何种温度传感器,取决于所测量的温度范围和所需的精度。温度测量系统的精度取决于传感器以及传感器所接口的模数转换器(ADC)的性能。许多情况下,来自传感器的信号幅度非常小,因而需要高分辨率ADC。Σ-Δ型ADC属于高分辨率器件,适合这些系统。其     

变送器集成电路XTR101

<正> 变送器由传感器及有关电路组成。它的特点是,不管测量的量程范围是否相同,输出信号是一定的,也就是说,若是输出电压,则为0～5V、0～10V等;如是输出电流,则为4～20mA、0～20mA等。 XTR101是一种精密、低漂移两线制变送器集成电路,其输出信号为4～20mA。它由高精度放大器、压控输出电流源和双匹配参考电流源组成。XTR101可在较宽的工作温度范围内工作,并可获得较高的精度,因而适用于各种工作控制。 XTR101有塑料封装及陶瓷封装两种,其引脚功能如图1所示,内部电路如图2所示。XTR101的基本应用电路如图3(a)、3(b)所示。图3(a)是接浮动电压源的基本用法;图3(b)是接电流源的基本用法。在精度要求不高的情况下,XTR101内部的驱动晶体管能有效地进行工作,在精度要求较高时,可在外部并接一个NPN晶体管,以便减少XTR101内部的热影响,接法如图4所示。     

MPXAZ6115A压力传感器检测以及应用设计研究

压力检测传感器在秤体设计以及测量领域中具有重要的应用。压力传感器主要是实现压力信号到电信号的转换,在实际应用过程中可以通过电桥电路以及信号调理电路对电信号进行处理,在综合应用各类控制器及驱动电路的基础上就可以实现测量等工程方面的应用。