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本节主要介绍传感器的选用，运用前置放大器的依据，信号调理通道的各种常用的放大电路及其应用。 本节的重点是使学生能学会根据实际情况来选择合适的传感器，并能设计出满足应用条件的信号条理电路。 在微型机系统中常采用可编程增益放大器PGA(ProgrammabllGainAmplifier)，它是通用性很强的放大器， 其特点是：硬件设备少，放大倍数可根据需要通过编程进行控制使A/D转换器满量程信号值达到均一化。 例如： 工业中使用的各种类型的热电偶，它们的输出信号范围大致在0一60mV之间，而每一个热电偶都有其最佳测温范围，通常可划分为0～±10mV， 0～±20mV ， 0～±50mV ， 0～±80mV四种量程，便可整个范围都覆盖起来，针对这四种量程，只需相应地把放大器设置为500，250，125，62.5四种增益，则可把各种热电偶输出信号都放大到0～±5V 。 上图为程控测量放大器的原理电路田，它为仪用放大器电路的扩展，增加模拟开关及驱动电路、增益选择开关Sl—Sl’、 S2—S2’ 、 S3—S3’ 成对动作，每一时刻仅有—对开关闭合，当改变数字量输入编码时，则可改变闭合的开关号，选择不同的反馈电阻，达到改变放大器增益的目的。 目前， 已能生产出 PGA集成电路模块，如美国AD公司生产的LH0084．其原理结构如图13 5所示， 在图13—5中，开关网 络由译码—驱动器和双4通道模拟开关组成，开关网络 的数字输入由D0和D1，二位状态决定，经译码后可有四种状态， 分别控制与Sl—Sl’、 S2—S2’ 、 S3—S3’ S4—S4’四组双向开关， 从而获得不同的输入级增益； 程控放大器量程自动切换 程控放大器PGA的优越性之一是能进行量程自动切换。当被测参数动态范围比较宽时， 为了提高测量精度，必需进行量程切换。例如，数字电压表，其测量动态范围可以从几个微伏到几百伏、过去是用手拨动切换开关进行量程选择，现在，在智能化数字电压表中，采用程控放大器和微处理，可以很容易实现量程自动切换，其原理如下图所示 自动切换量程过程，简述如 下：当对被测信号进行检测，并进 行A／D转换后，CPU便判断是否超值 若超值，并且这时PGA的增益已经降到最低档，则说明被测量越过数字电压表的最大量程，需 转至超量程处理，若末在最低档的 位置，则把PGA的增益降一档，再重复前面的处理：若不超值，便判断最高位是否为零：如果是零，则再查增益是否为最高档，如不是最高挡，将增益升高一级，再进行A／D转换及判断；如果是1，或PGA已经升高到最高档．则说明 量程已经切换到最合适挡，微处理器对所测得的数据再进 行处理，加数字滤波、数字显示等 可见，智能化数字电压表可自动选取得最合适的量程，提高了测量精度。 电信号与A／D转换器的输入量之间进行隔离(指无电路联系)，有时非常重要，它对消除来自大地回路的各种干扰和噪声具有积极的作用； 数字量的隔离：广泛采用发光二极管和光敏二极管 组成的光 电耦合器，又称光电隔离器； 模拟量(特别是微弱的模拟信号)的隔离问题：要比数字量的隔离复杂得多、困难得多。目前，对于微弱模拟信号的隔离放大，通常采用磁耦合的办法，使输入端与输出端电压没有电路的联系，仅有磁路的联系完成隔离放大的功能，而且可承担很高的共模电压(CMRR可达千伏)。如下图： 隔离放大器是国外近年来发展的高技水产品， 已经生产出许多专用的隔离放大器模块， 它们的表示方法如上图所示- 隔离放大器由四个基本部分组成： (1)辅入部分A。其中包括输入运算放大器调制器； (2)输出部分B。其中包括解调器，输出运算放大器； (1)信号耦合变压器； (4)隔离电源。 这四个基本部分装配在一起，组成模块结构．不但用户使用方便，同时提高了可靠性，此种隔离放大器组件的核心技术是超小型变压器及其精密装配拄木 这是一个非常复杂的功能组件，其体积只有64×12 × 9mm3， 安装形式为双列直插式， 插座用40脚插座， 但只用19个管脚(AD239)。 目前，在国内应用较广泛的是美国AD)公司的隔离放大器，如Model277、278、AD293、AD294等 信号变换器(电压-电流变换电路) 在成套仪表系统及自动检测系统中，传感器和仪表之间及仪表和仪表之间的信号传送，采用统一标准信号是很有好处的。若将传感器信号转换为统一标准信号， 不仅便于使用微型计算机进行巡回检测， 同时可以使指示、记录仪表单一化。此外，若通