传感器的匹配技术

不同传感器的输出阻抗不一样,有的传感器的输出阻抗特别大,如压电陶瓷传感器,输出阻抗可高达108Ω;有的传感器的输出阻抗比较小,如电位器式位移传感器,阻抗仅为1500Ω。一般对于高阻抗的传感器,通常用场效应管或运算放大器来实现匹配;对于低的传感器,在交变输入时,往往可采用变压器匹配。高输入阻抗放大器很多传感器的输出阻抗都比较

不同传感器的输出阻抗不一样,有的传感器的输出阻抗特别大,如压电陶瓷传感器,输出阻抗可高达108Ω;有的传感器的输出阻抗比较小,如电位器式位移传感器,阻抗仅为1500Ω。一般对于高阻抗的传感器,通常用场效应管或运算放大器来实现匹配;对于低的传感器,在交变输入时,往往可采用变压器匹配。传感器的匹配技术

高输入阻抗放大器

很多传感器的输出阻抗都比较高,比如力敏传感器,电容传感器等。要使此类传感器在输入到测量系统时信号不产生误减,实现高精度的测量,需要传感器和输入电路必须很匹配,也就是要求测量电路具有很高的输入阻抗。下面介绍几种高输入阻抗放大器的例子。

转换188

自举反馈型高输入阻抗放大器

自举反馈型高输入阻抗放大器的原理图如图16-1所示。从电路可以看出,电路是一个跟随电路。虽然场效应管电路可以用自生偏置来获得静态工作电压,但是为了使之能工作在线性区,通常用分压电路来获取静态工作电压。该类型阻抗放大器就是采用R2和R3通过R1耦合作为场效应管的偏置电压。由于该电路是跟随器,场效应管FET的源极电压和栅极电压大小近似相等,而且相位也相同。所以该电路不会因为加了R2和R3而降低场效应管的输入阻抗。另一方面,当交变信号Ui通过电容C1耦合到电阻R1的一端,由于场效应管的源极和栅极电压近似相等,所以这个信号通过自举电容C2耦合到电阻R1的另一端,这样R1两端的电压就接近相同,所以流入尺的电流很小,同样也保证了场效应管的输入阻抗不会因为增加了分压电阻而有所降低。为了获得较好的自举效果,自举电容C2必须要足够大。通常R1两端电压的相位相差应小于0.6°,这样就要求C2的容抗传感器的匹配技术与R2//R3的比值应小于1%。

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