传感与检测技术_10常用的检测电路..ppt

第10章 常用的检测电路 本书的前些章节针对不同传感器的特点，介绍了相关的一些检测电路。 本章从测量系统角度出发，介绍测量系统中常用的信号放大电路，信号处理电路，信号转换电路和系统抗干扰技术 10.1 信号放大电路 基本测量放大器 测量放大器的结构如图10.1所示 三运放测量放大器 由二级放大器串联组成，前级是二个对称同相放大器,后级是差动放大器; 如图10.2 所示 根据运算放大器的基本分析方法，在图10.2中: (10.1) (10.2) (10.3) 所以输出电压: (10.4) 设 ,则输出为: (10.5) 当 时，由于 , 中电流为零则 ,输出电压 . 实用测量放大器 在实际应用要求较高的场合常采用集成测量放大器, AD521集成测量放大器管脚说明和基本应用电路如图10.3所示。 该测量放大器的放大倍数按下面公式计算： (10.6) 图10.4给出了传感器与检测电路几种不同的耦合方式下的接地方法: 放大电路的增益通过数字逻辑电路由程序来控制，这种电路称为可编程增益放大电路，简称PGA（Programmable Gain Amplifier）。 程控增益放大器 程控增益放大器的原理如图10.5所示 单片集成程控放大器LH0084 LH0084程控增益放大器由测量放大器构成，是一种通用性很强的放大器.其原理如图10.6所示 为保证线路正常工作，必须满足: 程控增益放大器总的增益Gv为： (10.7) LH0084程控增益控制关系如表10.1。 程控放大器量程自动切换 程控放大器的量程由程序控制进行自动切换,其过程如图10.7可知: 隔离放大器的结构及工作原理 隔离放大器组成:输入部分、输出部分、信号耦合器和隔离电源组成; 如图10.8所示。 隔离放大器总电压增益： 式中 —输入部分电压增益； —输出部分电压增益 变压器耦合式 AD204变压器耦合隔离放大器的原理图,图10.9所示 光电耦合式 图10.10所示为隔离放大器ISO100内部结构图，它由两个运放 和两个恒流源 以及光电耦合器组成。 ISO100的基本接法如图10.11所示 10.2 信号处理电路 一阶低通有源滤波器 一阶有源低通滤波器由RC网络和运算放大器构成，如图10.12（a）所示 由图10.12（a）可得 (10.9) 又由虚短，则 (10.10) 令 ，代入上式得 (10.11) 式中： 为通带电压增益, 为上限截止频率。 二阶低通有源滤波器 二阶低通有源滤波器电路如图10.13(a)所示,图(b)为其幅频特性; 分析如下: (10.12) (10.13)