传感器所感知、检测、转换和传递的信息表现形式为不同的电信号。传感器输出电信号的参量形式可分为电压输出、电流输出和频率输出。其中以电压输出型为最多,在电流输出和频率输出传感器当中,除了少数直接利用其电流或频率输出信号外,大多数是分别配以电流一电压变换器或频率一电压变换器,从而将它们转换成电压输出型传感器。
测量放大器
在许多检测技术应用场合,传感器输出的信号往往较弱,而且其中还包含工频、静电和电磁耦合等共模干扰,对这种信号的放大就需要放大威廉希尔官方网站 具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗。习惯上将具有这种特点的放大器称为测量放大器或仪表放大器。
图1为三个运放组成的测量放大器,差动输入端V1和V2分别是两个运算放大器(A1、A2)的同相输入端,因此输入阻抗很高。采用对称威廉希尔官方网站 结构,而且被测信号直接加入到输入端上,从而保证了较强的抑制共模信号的能力。A3实际上是一差动跟随器,其增益近似为1。图2为AD522典型接法。
当模拟式传感器将非电物理量转换成电量,并经放大、滤波等一系列处理后,需经模/数变换将模拟量变成数字量,才能送入计算机系统。模/数转换过程包括信号的采样/保持、多路转换(多传感器输入时)、A/D处理等过程。
传感器信号的采样/保持
在对模拟信号进行模数变换时,从启动变换到变换结束的数字量输出,需要一定的时间,即A/D转换器的孔径时间。当输入信号频率提高时,由于孔径时间的存在,会造成较大的转换误差;要防止这种误差的产生,必须在A/D转换开始时将信号电平保持住,而在A/D转换结束后又能跟踪输入信号的变化,即对输入信号处于采样状态。能完成这种功能的器件叫采样/保持器,从上面分析也可知,采样/保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号存储器”。
在模拟量输出通道,为使输出得到一个平滑的模拟信号,或对多通道进行分时控制时,也常使用采样/保持器。