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 影响传感器调理电路精度的几个因素与案例分析
在传感器信号调理设计中，小信号处理电路非常关键。在小信号处理电路中，由放大器带来的噪声是不可避免的，事实上这将决定系统可能实现的最佳信噪比。在本文中，我们将以称重传感器和温度传感器为应用讨论在如何通过高精度放大器提高测量精度的方法。
1. 称重传感器应用
称重传感器应用在各种场合中，满量程从小于250磅到上千吨。称重传感器都是基于金属应变片加上精心设计的金属杆结构，这些应变片连接成传统的电桥结构以实现最大的灵敏度。它通常可以提供1~4mV/V的满量程输出，而采用5V激励的最大输出信号就是20mV。
在1盎司分辨率的高性能测量条件下，要显示多达1吨(2000磅)的重量量程，我们将需要超过30,000个计数。为了在这个分辨率获得精确的测量，需要一个可以提供125倍信号增益的放大器将A/D转换器的20mV的输出提高到2.5V，而且环路增益需要超过30,000，以保证满足其分辨率的线性度。
2. 温度传感器
高精度温度测量是高分辨率ADC迫切需要的另一种应用。在大多数情况下，所选用的传感器是热电偶。K型比例系数为每度大约40uV，而S型的输出大约为每度10uV。在测量范围内必须对非线性误差进行校正非常重要，这使测量工作进一步复杂化。在使用热电偶时还会遇到其它电路问题，如热电偶的连接需要保护电路等。
在整个测量范围内，热电偶的输出通常可以达到20mV到50mV，或更高。在使用K型的情况下，在1,000度范围内获得0.1度分辨率的测量精度，其他误差包括运算放大器的输入漂移和0.25至0.5度的热电偶非线性误差。
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发表时间:2016年7月25日21:29:32