精密仪用放大器INA114

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精品文档-传感器原理及应用(郭爱芳)-第12章

第12章智能传感器图12.2 DTP型智能式压力传感器的结构
第12章智能传感器
12.2.1 基本传感器 1. 传感器的主要技术要求 (1) 具有将被测量转换为后续电路可用信号的功能； (2) 转换范围与被测量实际变化范围一致，转换精度符
合在整个系统的总精度要求下而分配给传感器的精度指标(一般应优于系统精度的十倍左右)，转换速度应符合整机要求；
分析与处理功能，可完成非线性、温度、噪声、响应时间以及零点漂移等误差的自动修正或补偿，提高测量准确度；
(2) 自校准、自诊断功能：实时进行系统的自检和故障诊断，在接通电源时进行开机自检，在工作中进行运行自检，自动校准工作状态，自行诊断故障部位，提高工作可靠性；
(3) 自适应、自调整功能：根据待测量的数值大小和工作条件的变化情况，自动调整检测量程、测量方式、供电情况、与上位机的数据传送速率等，提高检测适应性；
(4) 电源引起的失调：电源电压变化1%所引起放大器的漂移电压值。一般数据采集系统的前置放大器常用稳压电源供电，该指标是设计稳压电源的主要依据。
第12章智能传感器
1. 仪用放大器仪用放大器常采用三运放对称结构且具有较高的输入阻抗和共模抑制比的单片集成放大器，只需外接一个电阻即可设定增益，如美国BB(Burr Brown)公司生产的INA114, 美国 AD(Analog Devies)公司生产的AD521、AD524、AD8221等。 INA114是一种通用的仪用放大器，尺寸小、精度高、价格低廉，可用于电桥、热电偶、数据采集以及医疗仪器等，其内部电路如图12.3所示。
(3) 满足被测介质和使用环境的特殊要求，如耐高温、耐高压、防腐、抗振、防爆、抗电磁干扰、体积小、质量轻和不耗电(或耗电少)等；

智能化传感器中应用仪表放大器时应注意的问题知识分享

智能化传感器中应用仪表放大器时应注意的问题1 序言仪表放大器（IA）由于其本身所具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比、宽电源供电范围及小体积等一系列优点，在数据采集系统、电桥、热电偶及温度传感器的放大电路中得到了广泛的应用，它既能对单端信号又能对差分信号进行放大。

在数据采集系统中，一般需要实现对多路信号进行数据采集，这主要是通过多路开关来实现对多路信号的切换。

实际应用中，针对不同的测量对象可以分别选择单端信号或差分信号的输入方式来实现对信号的获取，一般市场上所有的多路信号采集系统基本上都具备这种功能。

差分仪表放大器具有对差分信号进行放大，对共模信号加以抑制的功能，但是并非所有差分信号输出的场合可以直接使用仪表放大器作为前置信号放大级，具体来说必须考虑到共模信号的大小、差分信号的大小、放大倍数的选择、输入信号的频率范围等因素，同时针对输入信号的具体情况可以选择单端信号输入方式或者差分信号输入方式。

下面对仪表放大器在实际应用中所涉及到的这些问题分别加以阐述。

2 仪表放大器的结构仪表放大器一般是由三个放大器和经过激光调阻修正的电阻网络构成，如图1所示。

在传统的三片运放方式的基础上做一些改进，内部阻值的校准保证用户只需要外接一个电阻即可实现由1到上万倍的增益精确设定，减少了由于增益相关误差带来的数据采集误差，同时这种结构保证其具有高输入阻抗和低输出阻抗，且每一路输入都有输入保护电路以避免损坏器件。

由于采用激光调阻，使其具有低失调电压、高共模抑制比和低温漂。

图1 仪表放大器的结构原理框图图1所示为BB（Burr Brown）公司的INA114、INA118等仪表放大器的结构原理框图及引脚。

在实际应用时，正负电源引脚处应接滤波电容C，以消除电源带来的干扰。

5脚为输出参考端，一般接地。

实际应用中即使5脚对地之间存在很小的电阻值，也将对器件的共模抑制比产生很大的影响，如5欧姆的阻值将导致共模抑制比衰减到80dB。

基于单片机的电子秤设计课程设计

百度文库- 好好学习，天天向上传感课程设计报告基于单片机的电子秤设计目录目录 (1)摘要 (1)关键字：电子秤、应变片、A/D转换器，显示电路 (1)一、系统整体描述 (1)二、系统模块设计 (2)电阻应变式传感器的组成以及原理 (2)直流差动电桥检测电路 (3)放大电路 (5)A/D转换 (7)单片机系统 (7)三、数据处理及程序的设计 (9)数据处理及程序的设计 (9)参数整定 (10)测量数据及误差分析 (10)曲线拟合及参数整定 (10)显示子程序的设计 (13)总结 (13)参考文献 (14)附录1程序 (15)摘要本文设计的电子秤以单片机为主要部件，用C语言进行软件设计，硬件则以半桥传感器为主,测量0～500g电子秤，随时可改变上限阈值，本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用差动半桥测量原理，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。

其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。

电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种。

芯片HX711-BF的A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。

关键字：电子秤、应变片、A/D转换器，显示电路一、系统整体描述系统由敏感元件、电桥测量电路、放大电路、模数转换电路、单片机最小系统、显示电路构成。

敏感元件产生物理量变化，由测量电路将信号转换为电信号，并放大输出。

通过模数转换后将信号输入单片机中，经过处理后由显示电路显示。

二、系统模块设计电阻应变式传感器的组成以及原理电阻应变式传感器是将被测量的力，通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的元件。

由电阻应变片和测量线路两部分组成。

常用的电阻应变片有两种：电阻丝应变片和半导体应变片，本设计中采用的是电阻丝应变片，为获得高电阻值，电阻丝排成网状，并贴在绝缘的基片上，电阻丝两端引出导线，线栅上面粘有覆盖层，起保护作用。

测控系统原理与设计21_输入

图中五个部件的噪声可以视做采集电路内部五个不相关的噪声源，它们本身的等效输入噪声分别为：、 VIN 3 0 V 9 V VIN 1 0.085V 、VIN 1 0.085VVIN 2 、 (可忽略不计)
VIN 4 7 V VIN 5 177 V
五个部件的放大倍数分别为：
●数字可编程控制增益：PGA202的增益倍数为 1，10，100，1000；PGA203的增益倍数为1，2，4， 8
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●增益误差：G<1000 0.05％～0.15％， G=1000 0.08％～0.1％； ●非线性失真：G=1000 0.02％～0.06％。 ●快速建立时间：2μs。 ●快速压摆率：20V/μs ●共模抑制比：80～94dB。 ●频率响应：G<1000 1MHz；G=1000 250kHz。 ●电源供电范围：±6～±18V。
在测控系统中，一台微机往往要同时测量几个被测量，因而测控系统的输入通道常常是多路的。按照各路输入通道是共用一个采集通道还是每个通道各用一个，输入通道可分为集中采集式和分散采集式。
一、输入通道的分类
集中采集式之分时采集结构：
传感器传感器调理电路调理电路模拟多路切换开关采集电路
的传感器。
对传感器的主要技术要求
• 具有将被测量转换为后续电路可用电量的功能，转换范围与被测量实际变化范围相一致。 • 符合整机对传感器精度（通常为系统精度的十倍）和速度的要求； • 满足被测介质和使用环境的要求（如耐高温、耐高压、防腐、抗振、防爆、抗电磁干扰、体积小、质量轻和不耗电或耗电少等）； • 满足可靠性和可维护性的要求。
传感器传感器
调理电路调理电路

电子秤的设计报告

电子秤的设计报告学号：1605111班级：测控111姓名：绪论手提电子秤具有称重精确度高，简单实用，携带方便成成本低，制作简单，测量准确，分辨率高，不易损坏和价格便宜等优点。

是家庭购物使用的首选。

其电路构成主要有测量电路，差动放大电路，A/D转换，显示电路。

其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。

电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。

而差动放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D 转换器对输入信号电平的要求。

A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。

一、课题任务与要求1.设计题目：便携式电子秤的设计报告2.任务与要求：1）设计一个LED数码显示的便携式电子称。

2）采用电阻应变式传感器。

3）称重范围0~1.999KG。

二、系统概述1.方案比较：1）设计方案一①.系统框图：②. 系统设计思路、工作原理压力传感器实现压电转换，将压力转换为电信号。

经过高精度差动放大器放大后。

输入给模数转换器，转化为数字信号，由该数字信号控制编码器的编码，从而控制数码管显示。

③该设计的优劣：a.优点：每个模块的功能单一，且没有复杂的编程问题。

在整个系统进行调试时，可以比较方便的对每个模块进行测试，能够迅速找到出现问题的模块。

比较容易制作。

b.缺点：使用的芯片较多，信号的噪声较大，且数码管与编码器的电路比较繁杂，在实际焊接中容易出现问题。

2）设计方案二①.系统框图：②. 系统设计思路、工作原理：压力传感器实现压电转换，将压力转换为电信号。

经过高精度差动放大器放大后。

输入给模数转换器，从而控制数码管显示。

③该设计的优劣：a.优点：每个模块的功能单一，且没有复杂的编程问题。

在整个系统进行调试时，可以比较方便的对每个模块进行测试，能够迅速找到出现问题的模块。

INA114及CLASS-D放大器在石油测井仪器中的应用

度。
关键词：器放大器；仪ＩＮＡＩ４ＣＡＳ－Ｄ；算放大器；１；ＬＳ运共模干扰；声；噪测井仪器；精度
引言
石油测井仪器在石油工业中起着很关键的作用，由它测得的测井曲线能够很好反映真实地层，有效的指导石油勘探开发开采的进行。中，其测井仪器的精度决定了测井曲线反映真实地层的接近程度。但就我们目前使用的测井仪器来看，度并不能达精到生产的要求。电阻率类测井仪器为例，以在地层电阻率值的高端，器的线性比较容易满足精度要求仪而在地层电阻率的低端，器的线性往往难以满仪足较高的要求。究其原因，主要有两方面：是测量一
通过以上分析可以看出，成这种测量电路精造度下降的主要原因是４个电阻之间无法做到很好的匹配。为了抑制这种不平衡所造成的对原始信号放
我们将以ＳＴ一１电位梯度下井仪测量电路的Ｄ改进为例，绍Ｉ介ＮＡＩ４型放大器优化测量电路的１方法。由于该仪器是同时并测电位、度四路信号，梯测量电路的前置放大级不能采用一端接地，一端反馈放大的方式，只能采用如图１所示的双端差动输入的放大方式。。
维普资讯
２０
内蒙古石油４ｒＬ－－
２０年第９０８期

ina141_精密低功耗G = 10, 100 仪用放大器

®INA1412SPECIFICATIONSAt T A = +25°C, V S = ±15V, and R L = 10k Ω, unless otherwise noted.The information provided herein is believed to be reliable; however, BURR-BROWN assumes no responsibility for inaccuracies or omissions. BURR-BROWN assumes no responsibility for the use of this information, and all use of such information shall be entirely at the user’s own risk. Prices and specifications are subject to change without notice. No patent rights or licenses to any of the circuits described herein are implied or granted to any third party. BURR-BROWN does not authorize or warrant any BURR-BROWN product for use in life support devices and/or systems.T Specification same as INA141P, U.NOTE: (1) Input common-mode range varies with output voltage—see typical curves. (2) Guaranteed by wafer test.®INA1413J V –IN V +IN V–J V+V O Ref12348765Top ViewPIN CONFIGURATION8-Pin DIP and SO-8Supply Voltage ..................................................................................±18V Analog Input Voltage Range .............................................................±40V Output Short-Circuit (to ground)..............................................Continuous Operating Temperature .................................................–40°C to +125°C Storage Temperature.....................................................–40°C to +125°C Junction Temperature....................................................................+150°C Lead Temperature (soldering, 10s)...............................................+300°CABSOLUTE MAXIMUM RATINGSThis integrated circuit can be damaged by ESD. Burr-Brown recommends that all integrated circuits be handled with ap-propriate precautions. Failure to observe proper handling and installation procedures can cause damage.ESD damage can range from subtle performance degradation to complete device failure. Precision integrated circuits may be more susceptible to damage because very small parametric changes could cause the device not to meet its published specifications.ORDERING INFORMATIONPACKAGE DRAWING TEMPERATUREPRODUCT PACKAGE NUMBER (1)RANGE INA141PA 8-Pin Plastic DIP 006–40°C to +85°C INA141P 8-Pin Plastic DIP 006–40°C to +85°C INA141UA SO-8 Surface-Mount 182–40°C to +85°C INA141USO-8 Surface-Mount182–40°C to +85°CNOTE: (1) For detailed drawing and dimension table, please see end of data sheet, or Appendix C of Burr-Brown IC Data Book.®INA1414TYPICAL PERFORMANCE CURVESAt T A = +25°C and V S = ±15V, unless otherwise noted.GAIN vs FREQUENCY6050403020100–10–20G a i n (d B )Frequency (Hz)1k10k100k 1M10MPOSITIVE POWER SUPPLY REJECTIONvs FREQUENCYFrequency (Hz)P o w e r S u p p l y R e j e c t i o n (d B )140120100806040200101001k10k100k1MINPUT COMMON-MODE RANGE vs OUTPUT VOLTAGE, V S = ±5, ±2.5VOutput Voltage (V)C o m m o n -M o d e V o l t a g e (V )–5543210–1–2–3–4–5–4–3–2–112345COMMON-MODE REJECTION vs FREQUENCY Frequency (Hz)C o m m o n -M o d e R e j e c t i o n (d B )1010010k 1M1k 140120100806040200100k NEGATIVE POWER SUPPLY REJECTIONvs FREQUENCYFrequency (Hz)P o w e r S u p p l y R e j e c t i o n (d B )140120100806040200101001k10k100k1MINPUT COMMON-MODE RANGE vs OUTPUT VOLTAGE, V= ±15VOutput Voltage (V)C o m m o n -M o d e V o l t a g e (V )–15–100515–5151050–5–10–1510®INA1415INPUT OFFSET VOLTAGE WARM-UP1086420–2–4–6–8–10100200300400500Time (µs)I n p u t O f f s e t V o l t a g e C h a n g e (µV )TYPICAL PERFORMANCE CURVES (CONT)At T A = +25°C and V S = ±15V, unless otherwise noted.OUTPUT VOLTAGE SWING vs OUTPUT CURRENT(V+)(V+)–0.4(V+)–0.8(V+)–1.2(V+)+1.2(V–)+0.8(V–)+0.4V–1234Output Current (mA)O u t p u t V o l t a g e (V )INPUT- REFERRED NOISE vs FREQUENCYFrequency (Hz)I n p u t -R e f e r r e d V o l t a g e N o i s e (n V /√ H z )1101k1001k 10010110k1001010.1I n p u t B i a s C u r r e n t N o i s e (p A /√ H z )INPUT OVER-VOLTAGE V/I CHARACTERISTICS543210–1–2–3–4–5I n p u t C u r r e n t (m A )Input Voltage (V)–50–40–30–20–1010203040050QUIESCENT CURRENT and SLEW RATEvs TEMPERATURETemperature (°C)Q u i e s c e n t C u r r e n t (µA)0.90.850.80.750.70.65654321–75–50–25255075100125S l e w R a t e (V /µs )INPUT BIAS CURRENT vs TEMPERATURE21–1–2–75–50–25255075100125Temperature (°C)I n p u t B i a s C u r r e n t (n A )®INA1416TYPICAL PERFORMANCE CURVES (CONT)At T A = +25°C and V S = ±15V, unless otherwise noted.OUTPUT VOLTAGE SWING vs POWER SUPPLY VOLTAGE5101520Power Supply Voltage (V)O u t p u t V o l t a g e S w i n g (V )SHORT-CIRCUIT OUTPUT CURRENTvs TEMPERATURE181614121086420–75–50–25255075100125Temperature (°C)S h o r t-C i r c u i t C u r r e n t (m A )–I SC+I SCMAXIMUM OUTPUT VOLTAGE vs FREQUENCYFrequency (Hz)P e a k -t o -P e a k O u t p u t V o l t a g e (V pp )3025201510501k10k100k1MTOTAL HARMONIC DISTORTION + NOISEvs FREQUENCYFrequency (Hz)T H D +N (%)1001k10k10.10.010.001100k®INA1417TYPICAL PERFORMANCE CURVES (CONT)At T A = +25°C and V S = ±15V, unless otherwise noted.G = 10G = 100G = 10G = 1005µs/div5µs/div LARGE-SIGNAL STEP RESPONSESMALL-SIGNAL STEP RESPONSE VOLTAGE NOISE 0.1 to 10Hz INPUT-REFERRED, G = 1001s/div0.1µV/div20mV/div 5V/div®INA1418APPLICATION INFORMATIONFigure 1 shows the basic connections required for operation of the INA141. Applications with noisy or high impedance power supplies may require decoupling capacitors close to the device pins as shown.The output is referred to the output reference (Ref) terminal which is normally grounded. This must be a low-impedance connection to assure good common-mode rejection. A resis-tance of 8Ω in series with the Ref pin will cause a typical device to degrade to approximately 80dB CMR (G = 1).SETTING THE GAINGain is selected with a jumper connection as shown in Figure 1. G = 10V/V with no jumper installed. With a jumper installed, G = 100V/V. To preserve good gain accuracy, this jumper must have low series resistance. A resistance of 0.5Ω in series with the jumper will decrease the gain by 0.1%.Internal resistor ratios are laser trimmed to assure excellent gain accuracy. Actual resistor values can vary by approxi-mately ±25% from the nominal values shown.Gains between 10 and 100 can be achieved by connecting an external resistor to the jumper pins. This is not recom-mended, however, because the ±25% variation of internal resistor values makes the required external resistor value uncertain. A companion model, INA128, features accurately trimmed internal resistors so that gains from 1 to 10,000 can be set with an external resistor.DYNAMIC PERFORMANCEThe typical performance curve “Gain vs Frequency” shows that, despite its low quiescent current, the INA141 achieves wide bandwidth, even at G = 100. This is due to the current-feedback topology of the INA141. Settling time also re-mains excellent at G = 100.NOISE PERFORMANCEThe INA141 provides very low noise in most applications.Low frequency noise is approximately 0.2µVp-p measured from 0.1 to 10Hz (G = 100). This provides dramatically improved noise when compared to state-of-the-art chopper-stabilized amplifiers.FIGURE 1. Basic Connections.®INA1419FIGURE 3. Providing an Input Common-Mode Current Path.OFFSET TRIMMINGThe INA141 is laser trimmed for low offset voltage and offset voltage drift. Most applications require no external offset adjustment. Figure 2 shows an optional circuit for trimming the output offset voltage. The voltage applied to Ref terminal is summed with the output. The op amp buffer provides low impedance at the Ref terminal to preserve good common-mode rejection.FIGURE 2. Optional Trimming of Output Offset Voltage.INPUT BIAS CURRENT RETURN PATHThe input impedance of the INA141 is extremely high—approximately 1010Ω. However, a path must be provided for the input bias current of both inputs. This input bias current is approximately ±2nA. High input impedance means that this input bias current changes very little with varying input voltage.Input circuitry must provide a path for this input bias current for proper operation. Figure 3 shows various provisions for an input bias current path. Without a bias current path, the inputs will float to a potential which exceeds the common-mode range of the INA141 and the input amplifiers will saturate.If the differential source resistance is low, the bias current return path can be connected to one input (see the thermo-couple example in Figure 3). With higher source impedance,using two equal resistors provides a balanced input with possible advantages of lower input offset voltage due to bias current and better high-frequency common-mode rejection.INPUT COMMON-MODE RANGEThe linear input voltage range of the input circuitry of the INA141 is from approximately 1.4V below the positive supply voltage to 1.7V above the negative supply. As a differential input voltage causes the output voltage to in-crease, however, the linear input range will be limited by the output voltage swing of amplifiers A 1 and A 2. So the linear common-mode input range is related to the output voltage of the complete amplifier. This behavior also depends on sup-ply voltage—see performance curves “Input Common-Mode Range vs Output Voltage”.Input overload can produce an output voltage that appears normal. For example, if an input overload condition drives both input amplifiers to their positive output swing limit, the difference voltage measured by the output amplifier will be near zero. The output of the INA141 will be near 0V even though both inputs are overloaded.LOW VOLTAGE OPERATIONThe INA141 can be operated on power supplies as low as ±2.25V. Performance remains excellent with power supplies ranging from ±2.25V to ±18V. Most parameters vary only slightly through this supply voltage range—see Typical Performance Curves. Operation at very low supply voltage requires careful attention to assure that the input voltages remain within their linear range. Voltage swing require-ments of internal nodes limit the input common-mode range with low power supply voltage. Typical performance curves,“Input Common-Mode Range vs Output Voltage” show the range of linear operation for ±15V, ±5, and ±2.5V supplies.INPUT PROTECTIONThe inputs of the INA141 are individually protected for voltages up to ±40V. For example, a condition of –40V on one input and +40V on the other input will not cause damage. Internal circuitry on each input provides low series impedance under normal signal conditions. To provide equivalent protection, series input resistors would contribute excessive noise. If the input is overloaded, the protection circuitry limits the input current to a safe value of approxi-mately 1.5 to 5mA. The typical performance curve “Input Bias Current vs Common-Mode Input Voltage” shows this input current limit behavior. The inputs are protected even if the power supplies are disconnected or turned off.®INA14110FIGURE 7. Thermocouple Amplifier With RTD Cold-Junction Compensation.FIGURE 6. AC-Coupled Instrumentation Amplifier.FIGURE 8. Differential Voltage to Current Converter.。

电子设计竞赛需准备的主要集成芯片

电子设计竞赛需准备的主要器件一、放大电路类1、集成运算放大器类（1）通用运算放大器LM741、LM1458、LM324、OP07（精密/低噪声运算放大器）（2）优值运算放大器TL080、TL082、TL084（3）宽带/高速运算放大器OP147（4）低压满幅运算放大器SGM321、SGM322|、SGM324（5）仪表放大器AD624、PGA206/207、INA121、LT1102、2、差分放大器AD8132、AD83513、隔离放大器电路ISO120/121、AD2154、可编程增益放大器AD603、VCA26125、采样/保持电路AD783、SHC5320、MAX51656、宽带放大器设计所需器件RF3377、ABA52563、OPA642、TLV5618（D/A）、2M3004MSC、2M3006MSC、AD6377、高效音频功率放大器所需器件LM4766、LM311（高速精密电压比较器）、TLC4502（运算放大器）、2SA8050、2SA8550、IRFD9120、IRFD120、NE5532、LM5532、LM393、CD7666GP（电平指示驱动电路）8、测量放大器设计所需器件OP077、AD7520（D/A）、OP079、实用低频功率放大器设计所需器件NE5532、u PC1228H、NE5534、TN9NP10（大功率配对管模块TN9NP10）LM1875、u PC1188H、HA1397、LF357、9014、9012、9013、9018二、信号源类1、乘法器AD835、MC1495、2、V/F和F/V变换电路VFC121、AD6503、数字电位器X9541、MAX5494～MAX54994、正弦信号发生器设计所需器件AD8320、AD9852（正弦波发生器）、50MHZ晶振、74HC573、74HC14、MAX038、MC145151、MAX412、MAX7547、2N3904、2N3906、MAX427、晶振8.192MhzAD9851、AD98565、波形发生器设计所需器件74HC04、CD4060、32.768KHz晶振、CD4046、82C54（可编程计数器）、CC4040（地址计数器）IDT7132（RAM）、TLC7254（D/A）、DAC0832、LF351、AD817、X5043/456、实用信号源设计所需器件36MHz晶振、MC12022、MC145152、DAC0808（D/A）、DAC0832、LM311、CD4051、NE5532、11.0592MHz三、电源类1、开关电源电路设计所需器件TOP242P～TOP244P、TOP242G～TOP244G、TOP242R～TOP250R、TOP242Y～TOP250Y、TOP242F～TOP250F、TEA152X2、DC/DC变换电路MC34063、TL497A、MAX756/MAX757、MAX649/MAX651/MAX6523、恒流源电路设计LM134/234/334、4、三相正弦波变频电源设计所需器件BUP304、EXB841、U8100（快速恢复二极管）、TLP521（光电耦合器）、2SK1358、IR2111、AD637、AD548JN、TL431（三端可调分流基准源）5、数控直流电流源设计所需器件IRF5210（P沟道MOS管）、SG3525（PWM芯片）、HCNR200（线性光电耦合器）、ADS7841（A/D）、DAC7512（D/A）、AD5846、直流稳定电源设计所需器件TL494、TIP32A（大功率开关管）、MR850（二极管）、TL431（稳压管，2.5V）、MJE3055（达林顿管）、LM324、LM317K。

仪用放大器使用注意事项

仪用放大器使用注意事项。

仪表放大器的结构仪表放大器一般是由三个放大器和经过激光调阻修正的电阻网络构成，如图1所示。

由于采用激光调阻，使其具有低失调电压、高共模抑制比和低温漂。

图1 仪表放大器的结构原理框图图1所示为BB（Burr Brown）公司的INA114、INA118等仪表放大器的结构原理框图及引脚。

在实际应用时，正负电源引脚处应接滤波电容C，以消除电源带来的干扰。

5脚为输出参考端，一般接地。

实际应用中即使5脚对地之间存在很小的电阻值，也将对器件的共模抑制比产生很大的影响，如5欧姆的阻值将导致共模抑制比衰减到80dB。

应用中应考虑的问题1 输入偏置电流回路一般来说，选择差分信号测量的工作方式时，后面的信号放大电路一般直接采用仪表放大器构成。

仪表放大器的输入阻抗非常高,大约达到1010Ω数量级，相应对于差分输入的每个输入端都需要输入偏置电流通道，以提供共模电流反馈回路，例如仪表放大器IN118输入偏置电流大约为±5nA。

由于仪表放大器的输入阻抗非常高，使得输入的偏置电流随输入电压的变化非常小，对差分信号放大不会产生太大影响。

输入偏置电流是仪表放大器（IA）输入三极管所必须的电流，电路设计时必须保证偏置电流有接地的回路，如果电路中没有输入偏置电流通道，传感器的输入将处于浮电位状态，而浮电位值很可能超过放大器所能够允许的共模电压范围（其值与放大器的供电电压相关），使输入放大器饱和而失去放大功能。

（实验中好像是c）针对实际的应用情况，输入偏置电流回路设置可以采用三种基本形式，分别如图2所示。

其中(a)为差分信号源阻抗较高（人体内阻算大还是小？接电极时是否需要导电膏之类的东西，这是人体电阻大约是多少？）时常用的形式，其中的两个接地电阻相等，以保证较高的共模抑制比和减小偏置电流对失调的影响；（b）为信号源阻抗较低时采用的形式（如热电偶）；（c）为对称结构常用的形式。

精密仪用放大器INA114

精密仪用放大器INA114原理及应用摘要：INA114是一种通用仪用放大器，尺寸小、精度高、价格低廉，可用于电桥、热电偶、数据采集、RTD传感器和医疗仪器等。

INA114只需一个外部电阻就可以设置1至10000之间的任意增益值，部输入保护能够长期耐受±40V，失调电压低（50μV），漂移小（0.25μV/℃），共模抑制比高（G=1000时为50dB），用激光进行调整，可以在±2.25V的电压下工作，使用电池（组）或5V单电源系统，静态电流最大为3mA。

INA114采用8引脚塑料封装或SOL-16表面封装贴件，使用环境温度为-40℃～+85℃。

还有就是INA114的电气参数、建立增益、噪声特性、失调/偏移的修正、偏置电压返回路径、输入共模围、输入保护。

结束语综上所述，INA114精密仪用放大器精度高、增益围大、性能优良、价格低廉，非常适合于精密仪器的使用。

第一章引言INA114是美国BURR—BROWN公司推出的精密仪用放大器，具有成本低、精度高通用性强等优点，三运放结构设计，减小了尺寸，拓宽了应用围。

利用一个外部电阻器就可在1—10000围进行增益调节，部输入防护可承受高达40V的共模电压而不会损坏。

INA114具有低失调电压(50V)、低漂移(0.25V/C)和高共模抑制比(当G = 1000时为115dB )。

能在 2.25V低电源情况下工作，也可用5V单电源工作。

静态工作电流最大3mA。

第二章 INA114结构原理及特点一、特性1．低失调电压: 最大50V2．低漂移: 最大0.25V/ C3．低输入偏流: 最大2nA4．高共模抑制:最小115dB5．输入过压保护:40V6．宽电源围: 2.25 —18V7．低静态电流: 最大3mA二、应用1．电桥放大器2．热电偶放大器3．RTD感测放大器4．医用放大器5．数据采集三、结构原理图INA114结构原理图如图1所示：图1 结构原理图-(脚2)：信号反向输入端。

信号检测电路设计

图6放大器电源
2）二阶压控带通滤波器（放大器采用AD8022）
图7二阶压控带通滤波器
3）AD转换电路
AD转换采用AD7687，16bit，250kSPS，SPI接口。工作电路如图8，它要求比精度较高的参考电压，这里采用了ADR430作为稳压芯片，稳压2.048v，精度为，输出电压电源由LD1117-3.3V提供。
信号检测电路设计
所买芯片：ADR430ARZ（基准电压源，2.048V，给ADC提供基准电压），AD8022（放大器，用于搭建二阶压控带通滤波器电路和方向器电路），AD7687BCPZ（14位ADC转换芯片），KF50BD（5v稳压芯片，给放大器提供电源），HCNR200（光隔离器）各一片
实验室原有芯片：INA114AP一片，仪用放大器
同学给的芯片：LD1117-3.3两片，电压转换芯片，用于提供ADC输出电源
芯片用途：搭建信号检测电路
一、设计思路
由热释电探测器PYD-1113输出的信号十分微弱，且被噪声严重覆盖，要检测出其中的有用信号，必须采用微弱信号检测的方法，这里选择了锁定放大的方法。如下是锁定放大器的基本框图：
图1 锁定放大器的基本组成
图8 AD转换电路
图2原始信号图3加载了噪声并经过正弦信号调制的信号
图4经DPSD检测出来的信号
三、基本电路
1）前置放大电路
图5前置放大电路
前置放大器采用低噪声仪用放大器INA114，它的两个差分输入端分别接工作探测器和参考探测器的输出信号。对于INA114的电源这里采用纹波为2%的线性电源KF50BD，放大器采用（AD8022）由于采用双电源供电Vcc和Vss，这里采用了如下方式：
模拟电路复杂，信号不易控制，且容易引入噪声，在设计锁定放大器电路时采用了微机化数字式相敏检测器（DPSD），也就是在信号通道之后，加上一个AD转换器，将模拟信号转换为数字信号，在FPGA内部处理。PSD、参考信道、LPF都在FPGA内部实现，这在一定程度上减小了电路的复杂度，并避免了外部噪声的干扰。

仪用放大器应用技巧

仪用放大器应用技巧仪用放大器是一种被广泛应用于仪器仪表和传感器系统中的电子设备。

它的主要功能是将微弱的电信号放大到合适的范围，以便于进一步处理和分析。

仪用放大器具有很高的精度和稳定性，可以在各种环境条件下正常工作。

下面是一些仪用放大器的应用技巧。

1. 过量裕量设计：仪用放大器的过量裕量（Margin）是指其工作范围与所需信号范围之间的差值。

过量裕量设计是为了应对信号的波动和噪声，保证放大器的稳定性和可靠性。

过量裕量的选择应根据具体应用的信号大小和噪声水平来确定。

2.信号处理：仪用放大器广泛应用于信号的采集和处理系统中。

在信号采集过程中，放大器可以将微弱的信号放大到合适的范围，以便于后续的分析和处理。

在信号处理过程中，放大器可以进行滤波、滞后补偿、调节增益等操作，以满足特定的应用需求。

3.传感器放大：仪用放大器常用于传感器系统中的信号放大。

传感器是一种能够将物理量转化为电信号的装置，常用于测量温度、压力、速度等参数。

放大器可以放大传感器输出信号，使其能够被直接读取和分析。

同时，放大器还可以对传感器输出信号进行滤波、增益调节等操作，以提高系统的灵敏度和稳定性。

4.仪器仪表：仪用放大器广泛应用于各种仪器仪表中，如示波器、频谱仪、信号发生器等。

在这些仪器中，放大器常用于信号的放大和处理，以提高仪器的准确性和可靠性。

放大器能够提供高增益、低噪声和高精度的放大功能，以满足仪器的性能要求。

5.控制系统：仪用放大器还常用于控制系统中的反馈回路中。

在控制系统中，放大器可以将控制信号放大到合适的范围，以驱动执行器或控制器。

同时，放大器还可以对反馈信号进行放大和处理，以实现系统的精确控制和稳定性。

6.自动测试设备：仪用放大器广泛应用于自动测试设备（ATE）中。

ATE是一种能够自动进行测试和分析的设备，常用于生产线上的电子产品测试。

在ATE中，放大器可以对被测设备的信号进行放大和处理，以提高测试的精度和可靠性。

综上所述，仪用放大器在仪器仪表和传感器系统中的应用非常广泛。

模拟信号调理电路

1. 大信号输出传感器 :为了与A/D输入要求相适应，传感器厂家开始设计、制造一些专门与A/D相配套的大信号输出传感器。
传感器小电压小信号放
小电流
大
传感器大电压
传感器大电流 I/V转换
信号修正与变换
滤波 A/ D
V/ F
微机
光电耦合
微机
图6.1 大信号输出传感器的使用
2.数字式传感器
隔离放大器
隔离放大器(Isolation Amplifier)输出端和输入端各自具有不同的电位参考点、即输入端和输出端没有直接的电耦合，而是通过光、变压器或电容等耦合元件耦合。输入端和输出端的绝缘电压一般达1000V以上，绝缘电阻达数十 ΜΩ。因此输入端的干扰不会直接到达输出端，多路通道使用隔离放大器时相互之间不会影响。当仪器工作环境噪声较大而信号较小时，采用隔离放大器可保护电子仪器设备和人身安全，提高共模抑制比，获得较精确的测量结果。
02 单击此处添加小标题
PGA202不需任何外部调整元件就能可靠工作。但为了保证效果更好，在正、负电源端分别连接一个1μF的旁路钽电容到模拟地，且尽可能靠近放大器的电源引脚，如图6.10所示，由于 11脚、4脚上的连线电阻都会引起增益误差，因此11、 4脚连线应尽可能短。
单击此处添加副标题
第六章模拟信号调理
6.1 传感器的选用
6.2 运用前置放大器的依据
6.3 常用放大器
6.4 信号调制与解调
6.5 信号滤波电路
6.6 信号转换电路
6.7 A/D转换电路
在一般测量系统中信号调理的任务较复杂，除了实现物理信号向电信号的转换、小信号放大、滤波外，还有诸如零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等，这些操作统称为信号调理（Signal Conditioning），相应的执行电路统称为信号调理电路。

仪表运算放大器型号列表

仪表运算放大器——型号列表制造商产品类别产品型号产品描述 INA110KP 高速FET 输入高精度仪表运算放大器 INA111AP高速FET 输入仪表运放 INA114AP精密仪表放大器 INA114AU精密仪表放大器 INA116PA超低输入偏置电流仪表放大器 INA116UA超低输入偏置电流仪表放大器 INA118P精密低功耗仪表放大器 INA118U精密,低功耗仪表放大器 INA121PAFET 输入,低功耗仪表放大器 INA122PA单电源,微功耗,仪表运算放大器 INA126P微功耗仪表放大器 INA126PA微功耗仪表放大器 INA128PA高精度,低功耗仪表放大器 INA128UA高精度,低功耗仪表放大器 INA129P精密,低功耗仪表放大器 INA129PA精密低功耗仪表放大器 INA129U精密,低功耗仪表放大器 INA155U单电源供电,轨对轨输出,COMS 仪表放大器 INA155UA单电源供电,轨对轨输出,COMS 仪表放大器 INA2128UA四路,,低功耗仪表放大器 INA2321EA/250低功耗单电源CMOS 仪表放大器 INA2332AIPWT低功耗单电源CMOS 仪表放大器 INA321EA/250微功耗单电源CMOS 仪表放大器 INA322EA/250单电源工作,微功耗仪表放大器 INA326EA/250INA327EA/250 高精度,低漂移,满幅输入输出仪表运放(带关断功能)TI 公司仪表运算放大器 INA331IDG微功耗单电源CMOS 仪表放大器 ADI 公司仪表运算放大器AD626AN 增益10,100AD522AD524AD621AD622AD620仪表放大器 AD623AD624AD625AD627AD8221AD8225AD8230AD8553AD8555AD8556 LINEAR公司。

基于INA114的行波管收集极电源稳压取样

Ｖ０１．１６Ｎｏ．８Ａｕｇｕｓｔ．２０１３
２０１３年８月
２．１收集极电压作为从输出
地的取样。满足Ｒ＝下，运放电路的输出电压
、尺
＝＝尺的情况
在阴极电压闭环稳压的情况下，在其高压变压器上增加负绕组，然后直接整流形成收集极电压＿ｌＪ。这种电路形式的特点是收集极和阴极电源做在一起，总体积小，但收集极电压不能单独调整，调试过
中图分类号：ＴＮ８６
文献标志码：Ｂ文章编号：０２１９－２７１３（２０１３）０８－００４７ — ０３
行波管是一种微波功率放大器件，正常工作时
５００Ｖ，逆变电路选用串联谐振电路，高压变压器隔离电压３ＯｋＶ，高压取样电路为差分取样电路。
ｉｎｔｒａｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄａｌｓｏｉｓｖｅｒｉｉｅｆｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴＷＴ；ｃｏｌｌｅｃｔｏｒｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｐｌｉｎｇ；ａｍｐｌｉｆｉｅｒ
取样办法。
出功率２０００Ｗ，输出电压１８ｋＶ，浮动在一２３ｋＶ阴极电源上。样机采用三相整流电路，直流母线电压
收稿日期：２０１３－０５ — ２５

精密仪器仪表用放大器INA114的特性及应用

精密仪器仪表用放大器INA114的特性及应用
杜忠鹏
【期刊名称】《电子元器件应用》
【年(卷),期】2000(000)003
【摘要】INA114是美国BURR——BROWN公司生产的一种通用型用于精密仪器仪表的放大器,它具有成本低、精度高、通用性强、使用简便等特点。

本文简单介绍了INAl14仪器仪表放大器的基本特性,将其主要性能与常用的AD620进行了对比,并重点说明了INA114的应用。

【总页数】2页(P38,43)
【作者】杜忠鹏
【作者单位】甘肃省天水市国营749厂
【正文语种】中文
【中图分类】TN722
【相关文献】
1.ADI公司扩展工业和仪器仪表应用精密放大器 [J],
2.精密仪用放大器INA114 [J], 刘江一;李刚
3.精密仪表放大器INA114 [J], 方佩敏
4.专用型运算放大器在精密仪器仪表中的应用 [J], 郑宏军;黎昕
5.单片精密仪器仪表放大器应用电路 [J], 刘利锋
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文物监控系统方案设计(参考示范)

文物监控系统方案设计1.1 引言文物作为一个国家、一个民族文明程度的有效载体，代表着这个国家的历史和底蕴，显示着这个民族的渊源和风采。

文物古迹是祖先给我们留下的宝贵遗产，也是人类生存环境的重要组成部分, 具有历史、艺术、科学价值和不可再生性, 保护文物关系到国家和民族利益，也关系到广大公众的个人利益。

随着科学技术日新月异的发展，一些利益熏心的不法分子开始向文物伸出了黑手，他们的作案设备越来越先进，作案手段越来越高明。

面对文物的损失和流失，文物安全防范系统应该积极采取措施，做到防患于未然。

不过目前国内绝大部分馆藏文物以及遗址、陵墓类文物保存环境的监测手段还是通过半人工测量监测的方法实现的，所以要提高监控系统的性能还存在相当大的困难。

文物安全防范系统应具备防入侵、盗窃、抢劫、破坏及延迟犯罪行为等功能。

要为打击刑事犯罪创造条件，起到提前预警、争取处警时间；延缓非法活动、缩小被破坏范围；及事后追溯、查证的作用。

尽可能将入侵行为控制在防护目标之外或限制在最小范围内。

本监控系统采用低功耗、小体积的传感器节点，以有线通讯方式和主控系统组成一个网络。

综合了传感器技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术和网络通信技术。

这些分散的传感器节点能够协作地实施监测、感知和采集各种环境对象的信息，并将信息发送给用户，供用户进行分析、处理或者通过主控系统将信息发送给远方的观测者。

并通过对信号的频谱分析来区分是否为破坏文物的行为。

因此，将本系统应用于文物保护，既可以解决目前半人工监测带来的诸多不便，同时在使用方面又有着低功耗、易于安装和配置、维护费用低、造价小、容量大等众多优点，将为使用者提供极大的方便，并能很大程度上节省资源，降低成本，提高效率。

1.2 背景技术随着电子技术及通信技术的发展，监测设备在安全监控、社会生产及生活领域的应用越来越广泛，监测仪器的种类越来越多、接口类型越来越复杂，现有检测仪器设备落后，费用高，监测复杂且耗时长。

精密参考电压扩流

精密参考电压扩流精密参考电压扩流是一种电路设计技术，用于将输入电压经过放大和调节后，输出一个稳定的电流。

在很多电子设备中，需要精确控制电流的大小，以保证电路的正常工作。

精密参考电压扩流技术可以在不同的应用场景中发挥重要作用。

精密参考电压扩流的基本原理是通过参考电压源和放大器的组合来实现。

参考电压源是一个稳定的电压源，通常使用稳压二极管、Zener二极管或参考电压芯片来实现。

这个参考电压源的输出电压非常稳定，可以作为电流源的参考。

放大器的作用是将参考电压源的电压放大，并通过负反馈控制电流输出。

在精密参考电压扩流电路中，放大器起到了关键的作用。

放大器可以将参考电压的微小变化放大到足够大的范围，以便控制电流输出。

常用的放大器有运算放大器和差分放大器。

运算放大器是一种高增益的放大器，具有输入电阻高、输出电阻低的特点，适合用来放大参考电压。

差分放大器则可以用来放大两个输入端之间的差异电压，用于控制电流输出。

在实际应用中，精密参考电压扩流电路常常需要进行校准和调整，以保证输出电流的准确性和稳定性。

校准可以通过调整放大器的增益和偏置来实现。

调整放大器的增益可以改变输出电流的大小，而调整放大器的偏置可以改变输出电流的稳定性。

校准过程需要使用测试仪器来进行精确的测量和调整。

精密参考电压扩流技术在很多领域都有广泛的应用。

在精密测量仪器中，精密参考电压扩流电路可以用来提供稳定的电流源，用于测量电阻、电容和电感等元件的参数。

在医疗设备中，精密参考电压扩流电路可以用来提供恒流源，用于控制治疗设备的输出电流。

在工业控制系统中，精密参考电压扩流电路可以用来提供稳定的电流源，用于控制执行器的运动。

精密参考电压扩流是一种重要的电路设计技术，可以用来提供稳定的电流源。

通过合理选择参考电压源和放大器，并进行校准和调整，可以实现精确控制电流的目的。

精密参考电压扩流技术在各个领域都有广泛的应用，对于电子设备的正常工作具有重要意义。

在今后的研究和应用中，精密参考电压扩流技术还有很大的发展空间，有望在更多的领域中发挥作用。