热电偶温度传感器信号调理电路设计与仿真
多种温度传感器信号调理电路设计
多种温度传感器信号调理电路设计兀伟;王航宇【摘要】For measuring multi-point temperature of a specimen, and the temperature span, but also to achieve the required accuracy,this paper describes several signal regulated circuits for different types and outputs temperature sensors, such as ADS90, PT1000, and K-type thermocouple. Power supply circuit, signal transmission conversion circuit and amplifier circuit are designed,which achieves the outputs from 1to 5 volt standard signal. In the laboratory using high-precision voltage and current source and resistor box thermoconple, ADS90, and the PT1000 simulation results show that the method is feasible, the relative accuracy of the conditioning circuit can reach 0.1.%为了测量某试件多点温度,且温度跨度很大,还要达到要求精度,本文利用几种不同类型的传感器(AD590、PT1000和K型热电偶)进行采集,其输出形式(电流源、电阻和热电势)和大小均不相同,设计了电源电路、信号转换电路和放大抬升电路.使各种传感器的输出达到统一的1-5V的标准信号;在实验室利用高精度电压、电流源和电阻箱分别对热电偶、AD590和PT1000进行模拟,结果表明该方法可行,调理电路的相对精度可达到0.1级。
基于热电偶的温度测量电路设计
燕山大学课程设计说明书题目:基于热电偶的温度测量电路设计学院(系):电气工程学院年级专业:学号:学生姓名:指导教师:教师职称:燕山大学课程设计(论文)任务书院(系):电气工程学院基层教学单位:学号学生姓名专业(班级)设计题目基于热电偶的温度测量电路设计设计技术参数设计基于运算放大器的热电偶传感器输出信号调理电路以及冷端补偿电路。
自选一款热电偶,对其在500到1200度测温范围内的输出信号进行放大。
输出信号为直流0到2.5V设计要求1:完成题目的理论设计模型;2完成电路的multisim仿真;工作量1:完成一份设计说明书(其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果);2:提交一份电路原理图;工作计划周一,查阅资料;周二到周四,理论设计及计算机仿真;周五,撰写设计说明书;参考资料1:基于运算放大器和模拟集成电路的设计;2:模拟电子技术;3:电路理论;4:数字电子技术;指导教师签字基层教学单位主任签字说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2011年6 月26 日燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语:成绩:指导教师:年月日答辩小组评语:成绩:组长:年月日课程设计总成绩:答辩小组成员签字:年月日目录第1章摘要 (2)第2章引言 (2)第3章电路结构设计 (2)3.1 热电偶的工作原理 (2)3.2 冷端补偿电路设计 (5)3.3 运算放大器的设计 (6)第4章参数设计及运算 (8)4.1 补偿电路的计算 (8)4.2 运算放大器的计算 (9)4.3 仿真器仿真图示 (10)心得体会 (12)参考文献 (13)第一章摘要本文所要设计的是基于运算放大器的具有冷端补偿的热电偶测温。
所要设计包括三部分,热电偶,冷端补偿,运算放大器。
热电偶选用的为K型热电偶,补偿采用是桥式补偿电路,运算放大器则用的是运放比例较大而输出阻抗比较小的仪器仪表放大器。
第二章引言在工业生产过程中,温度是需要测量和控制的重要参数之一,在温度测量中,热点偶的应用极为广泛,它具有结构简单,制作方便,测量范围广,精度高,惯性小和输出信号便于远传等许多优点。
电热器件中的热传感器的电路设计与校准
电热器件中的热传感器的电路设计与校准热传感器是一种用于测量温度变化的器件,并广泛应用于电热器件中。
在电热器件中,热传感器的准确性和稳定性对于设备的安全和性能至关重要。
本文将介绍电热器件中热传感器的电路设计和校准的方法和注意事项。
电热器件中的热传感器的电路设计是为了将传感器的输出电路与控制电路相连接,以实现温度的精确测量和控制。
对于电热器件,一般采用热敏电阻或热电偶作为热传感器。
热敏电阻在不同温度下具有不同的电阻值,而热电偶则是基于温度差产生的电压。
因此,在设计热传感器电路时需要考虑传感器的电阻或电压输出,以及电路的线性度、精度和响应时间等方面。
首先,确定热传感器的电阻或电压输出。
对于热敏电阻,可以根据传感器的温度-电阻特性曲线,选择合适的电压输出范围,以保证测量的精确性。
对于热电偶,可以利用温度-电压转换电路将电压信号转换为温度信号。
其次,设计合适的放大和滤波电路。
传感器的输出信号通常较小,需要通过放大电路来增大信号幅度。
放大电路应具有良好的线性度和频率响应,以确保测量的准确性和稳定性。
滤波电路则用于去除噪声和干扰,提高信号质量和抗干扰能力。
另外,校准热传感器也是非常重要的。
由于生产过程中的差异,热传感器的性能可能存在一定的偏差。
因此,在使用前需要进行校准,以确保传感器输出的准确性。
校准的方法可以是比较法或者校准曲线法。
比较法是将传感器与一个已知精度的标准温度计进行比较,根据差异来修正传感器的输出。
校准曲线法则是根据已知温度和传感器输出的关系,建立一个校准曲线或方程,根据需要进行修正。
在进行热传感器电路设计和校准时,还需要注意以下几点:1. 选择合适的材料和元件。
热传感器应具有良好的温度敏感性和稳定性,因此选择质量可靠的热敏电阻或热电偶是非常重要的。
同时,电路中的其他元件也应能够满足工作环境的要求,如高温、高压等。
2. 做好温度补偿。
由于环境温度的变化可能影响热传感器的准确性,因此可以通过温度补偿电路来提高传感器的精确度。
传感器与传感电路技术课件 任务2.2 温度控制电路仿真设计
当温度高于设定温度时,电压比较器A的同相输入
端电位 低 于反相输入端的电位,输出 低 电平,
晶体管VT 截止,继电器线圈 失 电,常开 触点断
开, 常闭 触点闭合,风扇 通电 工作,加热器
断电不 工作 。
项目2 热敏传感器应用电路设计或制作
任务2.1 温度控制电路仿真设计
项目2 热敏传感器应用电路设计或制作
任务2.1 温度控制电路仿真设计
考核内容
评价指标
电路结构正确(25分)
电路仿真设 器件参数正确(25分)
计
(70%) 电路功能正常(40分)
布局合理及美观性(10分)
操作态度认真(0.2)
承担并完成工作任务(0.4)
劳动素养考 组织小组同学完成工作任务(0.15)
温度低于设定温度时,启动加热器。
• 作业:每人提交一份仿真电路的调试视频(mp4)。
设计建议
• 电压比较器用LM324替代LM339;
• 电磁继电器采用12V直流电磁继电器;
• 风扇用直流FAN-DC;
• 热敏电阻器用NTC型100K铂热敏电阻;
• 控制电路用5V直流电源,被控电路用12V直流电源。
任务2.1 温度控制电路仿真设计
聚集问题
激活原知
论证新知
应用练习
融会贯通
冰箱冰柜温控电路
SR锁存 器输出 低 电平。二极管VD2和晶体管
VT 截止 ,电磁继电器线圈 失电 ,其 常开 触点
断开,压缩机关机。
二极管VD1是 续流 二极管。
项目2 热敏传感器应用电路设计或制作
任务2.1 温度控制电路仿真设计
入端电位 高 于反相输入端电位,输出 高 电平。
温度传感器实践模块设计报告
温度传感器实践模块设计报告一、实验目的1.根据温度传感器的特性和测量电路的指标要求,设计一个放大滤波电路,经温度传感器(即铂热电阻)采集未知的温度信号(0°~100°),并由电桥电路转换为相应的电压,经过信号放大,滤波输出一个容易分辨大小和信号处理的电信号。
并对信号进行仿真,对电路进行调整,制作PCB版电路。
2.根据PCB版图焊接并调试测量电路,并记录各模块焊接和测试过程,测量放大滤波电路特性指标,并与设计指标要求进行对照,优化调整电路。
3. 通过温箱对温度测量电路进行动静态参数标定和测试,通过水浴法测动态性能。
记录电路标定和测试过程及数据,根据测试数据分析电路的各项指标参数,并与设计指标要求进行对照,分析测试电路的误差源、优缺点。
二、实验仪器、方法2.1实验仪器Multisim 14,Altium Designer,MATLAB,信号发生器,示波器,万用表,电烙铁,焊锡,松脂,尖嘴钳,镊子,温箱,水浴装置2.2 仪器使用方法Multisim 14:使用Multisim 对电路进行设计,并通过Multisim自带仿真软件对各部分电路进行优化,为之后的PCB版设计提供虚拟数据基础。
Altium Designer:用AD画PCB的时候,一般先画原理图,然后再通过此软件生成PCB图,最后再进行PCB布线等操作。
MATLAB:使用MATLAB对数据进行线性拟合,MATLAB适用于线性拟合曲线的函数:regress()和polyfit()信号发生器:选择合适的信号输出形式(方波或正弦波)。
选择所需信号的频率范围,按下相应的档级开关,适当调节微调器,此时微调器所指示数据同档级数据倍乘为实际输出信号频率。
调节信号的功率幅度,适当选择衰减档级开关,从而获得所需功率的信号。
从输出接线柱分清正负连接信号输出插线。
示波器:双踪示波器能直接观察电信号的波形,分析和研究电信号的变化规律,还可测试多种电量,如:幅值、频率、相位差和时间等。
热电偶温度传感器信号调理电路设计与仿真详解
目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 设计目的与要求 (1)1.2.1 设计目的 (1)1.2.2 设计要求 (1)第2章设计原理与内容 (2)2.1 热电偶的种类及工作原理 (3)2.1.1热电偶的种类 (3)2.1.2工作原理分析 (4)2.2 设计内容 (4)2.2.1 总体设计 (4)2.2.2 原理图设计 (5)2.2.3 可靠性和抗干扰设计 (7)第3章器件选型与电路仿真 (8)3.1 器件选型说明 (8)3.2 电路仿真 (8)第4章设计心得与体会 (9)参考文献 (10)附录1:电路原理图 (11)附录2:PCB图 (11)附录3:PCB效果图 (11)第1章绪论1.1 课题背景与意义温度是一个基本的物理量,在工业生产和实验研究中,如机械、食品、化工、电力、石油、等领域,温度常常是表征对象和过程状态的重要参数,温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。
本设计中正是关于温度的测量,采用热电偶温度测量具有很多的好处,它具有结构简单,制作方便,测量范围广,精度高,惯性小和输出信号便于远传等许多优点。
同时,热电偶作为有源传感器,测量时不需外加电源,使用十分方便,所以常在日常生活中被应用,如测量炉子,管道内的气体或液体温度及固体的表面温度。
热电偶作为一种温度传感器,通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。
热电偶可直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
1.2 设计目的与要求1.2.1 设计目的(1) 了解常用电子元器件基本知识(电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路);(2) 了解印刷电路板的设计和制作过程;(3) 掌握电子元器件选型的基本原理和方法;(4) 了解电路焊接的基本知识和掌握电路焊接的基本技巧;(5) 掌握热电偶温度传感器信号调理电路的设计,并利用仿真软件进行电路的调试。
1.2.2 设计要求选用热电偶温度传感器进行温度测量,要求测温范围100-300℃、精度为0.1℃。
传感器调理电路仿真实验二
内容
实验目的 实验说明 实验要求 实验步骤 实验报告 注意事项
10
实验步骤
1. 进入OrCAD9.2编辑环境; 2. 建立新的工程文件 ; 3. 输入设计的调理电路原理图,连结线路, 完成原理图的输入; 4. 计算电路原理图中元器件的参数; 5. 选择仿真功能,并设置各仿真功能窗口 的各项参数;
4
内容
实验目的 实验说明 实验要求 实验步骤 实验报告 注意事项
5
实验说明
电流型传感器是根据敏感元件对被测物 理量如力,压力或温度等的不同感应结果, 用电流的形式输出,并表示其量值大小的. 具有抗干扰能力强,传输距离远,信号标 准,统一的特点,在工业测量与控制中被 广泛采用. 通常电流传感器的输出电流与被测物理 量的关系是线性的,其关系式为:
11
实验步骤
6. 运行仿真程序进行以下分析 :
– – – – – 直流工作点分析(Bias Point),用小信号模型获 得电路增益,输入阻抗,零点输出; 直流扫描分析(DC Sweep),用两点法求出放大 电路的增益,零点输出及非线性误差; 交流扫描分析(AC Sweep),求出通带宽度; 噪声分析,求出输入噪声电压曲线,输入噪声电 流曲线,输出噪声电压曲线,输出噪声电压的功 率谱(FFT分析),噪声系数,噪声电阻等; 对Rs(10~100 )做参数扫描分析,研究电路特 性(噪声)的变化.
Hz )
25
参数扫描设置
26
�
V+
12Vdc 1 OUT
V1
OUT C2 V4 R5 2
LM358 4 R1 R2
LM358
0
0
0
19
参数扫描参考图
PARAMETERS:
热电偶仿真实验报告
热电偶仿真实验报告热电偶特性及其应⽤研究⼀.实验原理:1.电位差计的补偿原理要测量⼀电源的电动势,若将电压表并联于电源两端,如图2.10.1所⽰,就有电流I通过电源部,由于电源有阻r,则在电源部有电压降,因⽽表的⽰值只是电源的端电压。
显然,只有当时,电源两端的电压才等于电动势。
为了能精确测得电动势的⼤⼩,可采⽤图2.10.2所⽰的线路。
其中是电动势可调节的电源。
调节,使检流计指针指零,这就表⽰回路中两电源的电动势、⽅向相反,⼤⼩相等。
故数值上有(2.10.1)这时我们称电路得到补偿。
在补偿条件下,如果的数值已知,则即可求出。
据此原理构成的测量电动势和电位差的仪器称为电位差计。
图2.10.1 测量电源电动势的原理图图2.10.2 测量电动势的补偿电路2.实际电位差计的⼯作原理图2.10.3 电位差计⼯作原理实际的电位差计⼯作原理如图2.10.3所⽰,电源E、开关K0、可变电阻、标准电阻R1、R等构成⼯作电流调节回路;标准电池Es、检流计G、开关K1和K2(S)构成⼯作电流校准回路;待测电动势Ex、检流计G0和开关K1、K2(X)构成待测回路。
使⽤时,⾸先使⼯作电流标准化,即根据标准电池的电动势调节⼯作电流I。
将开关K2合在S位置,调节可变电阻,使得检流计指针指零。
这时⼯作电流I在段的电压降等于标准电池的电动势,即(2.10.2)再将开关K2合向X位置,调节电阻Rx,再次使检流计指针指零,此时有(2.10.3)这⾥的电流I就是前⾯经过标准化的⼯作电流。
也就是说,在电流标准化的基础上,在电阻为Rx的位置上可以直接标出与对应的电动势(电压)值,这样就可以直接进⾏电动势(电压)的读数测量。
3. 温差电偶的测温原理把两种不同的⾦属或不同成分的合⾦两端彼此焊接成⼀闭合回路,如图2.10.4所⽰。
图2.10.4 温差电偶若两接点保持在不同的温度t和t0,则回路中产⽣温差电动势。
温差电动势的⼤⼩除了和组成热电偶的材料有关外,唯⼀决定于两接点的温度函数的差。
基于单片机的数码管显示的K型热电偶温度计的设计与仿真
理工大学毕业设计(论文)基于单片机的数码管显示的K型热电偶温度计的设计与仿真学院(系): 信息工程学院专业班级: 信息工程xxxx班学生: xx指导教师: xx学位论文原创性声明本人重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外,本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分容编入有关数据进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于1、囗,在年解密后适用本授权书2、不囗。
作者签名:年月日导师签名:年月日摘要本文主要介绍了基于热电偶温度传感器的测温系统的设计。
利用转换芯片MAX6675和k型热电偶,将温度信号转换成数字信号,通过模拟SPI的串行通信方式输送数据,在通过单片机处理数据,最后由数码管显示数据。
本文采用了带有冷端补偿的温度转换芯片MAX6675、K型热电偶、89C51单片机、数码管等元器件设计了相应温度采集电路、温度转换电路、温度数码管显示电路。
结合硬件电路给出了相应的软件设计,测温精度可达到0.25℃。
本系统的工作流程是:首先热电偶采集温度,数据经过MAX6675部电路的处理后送给单片机进行算法处理,最后通过数码管电路显示出测量温度。
本设计最后对系统进行了proteus的调试和仿真,实现了设计的要求。
关键词温度传感器热电偶热时间常数冷端补偿ABSTRACTThis design describes the thermocouple temperature sensor based on the rapid temperature measurement system. The temperature signal is converted into digital signals by useing conversion chip max6675 and k-type thermocouple, conveying data via serial communication simulation spi in processing the data through the microcontroller, the final data from the digital tube displayThis design uses a temperature conversion chip MAX6675,K-type thermocouple, 89C51microcontroller, LED and other components, design corresponding temperature acquisition circuit, temperature converter circuit, the LED display circuit. With the hardware give out The corresponding software design, temperature measurement accuracy up to 0.25 ℃.The system works is: first acquisition thermocouple temperature data through the Treatment of the of the MAX6675 internal circuit and be then sent to 89C51 Aim for rapid algorithm processing. Finally, the LED circuit shows the measurement temperature values. In the last, the design of the system was proteus debugging and simulation,achieve the design requirements.KEY WORDS Temperature sensor Thermocouple Thermal time constant Coldjunction compensation目录摘要 (III)ABSTRACT (V)第1章绪论 (1)第2章系统原理概述 (3)2.1 热电偶测温基本原理 (3)2.2 热电偶冷端补偿方案 (3)2.2.1 分立元气件冷端补偿方案 (4)2.2.2 集成电路温度补偿方案 (5)2.2.3 方案确定 (6)2.3硬件组成原理 (6)2.4软件系统工作流程 (6)第3章元件和软件介绍 (9)3.1 单片机选择及最小系统 (9)3.2 热电偶介绍 (10)3.2.1 K型热电偶概述 (11)3.3 数字温度转换芯片MAX6675简介 (11)3.3.1 冷端补偿专用芯片MAX6675性能特点 (12)3.3.2 冷端补偿专用芯片MAX6675温度变换 (13)3.4 KEIL软件仿真软件介绍 (14)3.5 PROTEUS硬件仿真软件介绍 (14)第4章程序设计及硬件仿真 (15)4.1 数据的采集 (16)4.2 数据传输部分 (16)4.3 数据处理部分 (20)4.3.1 数据转换 (22)4.3.2 进制转换 (25)4.4 显示部分程序及仿真 (27)第5章系统仿真 (32)结论 (35)参考文献 (37)附录 (37)致 (48)第1章绪论温度是反映物体冷热状态的物理参数,对温度的测量在冶金工业、化工生产、电力工程、机械制造和食品加工、国防、科研等领域中有广泛地应用。
热电偶应用案例1-电子温度计电路组装与调试
步骤1 确定系统方案
利用热电偶温度传感器组成的测量电路测出温度变化的电压信号,以模拟信号的方式传送到前置差动放大电路,差动放大器电路把传感器输出的微弱信号进行一定倍数的放大,然后送如A/D 转换器中。
再由A/D 转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号,传送到显示电路,最后由显示电路显示数据。
步骤2 搭建各电路单元
1.热电偶温度传感器的测量电路
图1.7
2.差动放大电路
图1.8
3.A/D 转换电路及显示电路(单片机) 热电偶温
度传感器
输出信号 差动放大电路放大信号 A/D 转换电路(单片机) 显示电路 (LED )
图1.9
步骤3 电路调试
在实际工作中,要求电路的供电电压为5V±5%。
如果测量显示值大于某一个超限值,对应的控制端口就会立即输出高电平。
传感器一般都有一定的误差,可以微调一下前置放大电路中的电位器来校正。
如果传感器发生开路故障,显示就会出现"+5V",如果传感器及其引线发生了短路,显示就会立即出现"0V"。
为了防止传感器出现开路或者短路之后可能会引起的不良后果,此时,控制输出端口都会优先关闭。
热电偶温度传感器设计报告
热电偶温度传感器设计报告热电偶温度传感器是一种将温度变化转化为电能输出的装置,其设计的主要目标是实现温度的准确测量和控制。
本设计报告将详细介绍热电偶温度传感器的设计过程,包括原理分析、材料选择、结构设计、制造工艺以及测试验证等方面。
热电偶温度传感器是基于塞贝克效应(Seebeck effect)工作的。
塞贝克效应是指两种不同材料组成的闭合回路中,当两个接触点处的温度不同时,回路中会产生电动势。
热电偶温度传感器就是利用这一原理,将温度变化转化为电动势变化,从而实现温度的测量。
热电偶温度传感器的主要材料包括热电偶丝和连接导线。
热电偶丝是实现温度测量的关键元件,需要具备高灵敏度、良好的稳定性和抗氧化性等特性。
常见的热电偶丝有镍铬合金、铜镍合金和铂等。
连接导线主要用于连接热电偶丝和测量仪表,应具备耐高温、抗氧化和良好的导电性能等特性。
热电偶温度传感器的结构设计应考虑测量范围、精度和稳定性等因素。
常见的热电偶温度传感器结构有铠装式和非铠装式两种。
铠装式结构具有较高的抗振性和耐磨性,适用于恶劣环境下的温度测量。
非铠装式结构则具有较小的体积和重量,适用于实验室和工业生产中的温度测量。
热电偶温度传感器的制造工艺主要包括焊接、保护涂层和校准等环节。
焊接工艺应保证热电偶丝和连接导线之间的可靠连接;保护涂层能够有效保护传感器免受腐蚀和氧化;校准环节则确保了传感器的测量精度和稳定性。
为了验证热电偶温度传感器的性能指标是否达到设计要求,需要进行一系列的测试验证。
这些测试包括灵敏度测试、线性度测试、重复性测试和稳定性测试等。
通过这些测试,可以评估传感器的测量精度、响应时间和长期稳定性等性能指标。
本文对热电偶温度传感器的设计进行了详细的介绍和分析。
通过原理分析、材料选择、结构设计、制造工艺以及测试验证等方面的探讨,我们成功地设计出一款具有高灵敏度、良好稳定性和抗氧化性的热电偶温度传感器。
该传感器能够广泛应用于各种温度测量场合,为工业自动化、实验室研究和环境监测等领域提供重要的技术支持。
热电偶温度传感器信号调理电路设计与仿真详解
目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 设计目的与要求 (1)1.2.1 设计目的 (1)1.2.2 设计要求 (1)第2章设计原理与内容 (2)2.1 热电偶的种类及工作原理 (3)2.1.1热电偶的种类 (3)2.1.2工作原理分析 (4)2.2 设计内容 (4)2.2.1 总体设计 (4)2.2.2 原理图设计 (5)2.2.3 可靠性和抗干扰设计 (7)第3章器件选型与电路仿真 (8)3.1 器件选型说明 (8)3.2 电路仿真 (8)第4章设计心得与体会 (9)参考文献 (10)附录1:电路原理图 (11)附录2:PCB图 (11)附录3:PCB效果图 (11)第1章绪论1.1 课题背景与意义温度是一个基本的物理量,在工业生产和实验研究中,如机械、食品、化工、电力、石油、等领域,温度常常是表征对象和过程状态的重要参数,温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。
本设计中正是关于温度的测量,采用热电偶温度测量具有很多的好处,它具有结构简单,制作方便,测量范围广,精度高,惯性小和输出信号便于远传等许多优点。
同时,热电偶作为有源传感器,测量时不需外加电源,使用十分方便,所以常在日常生活中被应用,如测量炉子,管道内的气体或液体温度及固体的表面温度。
热电偶作为一种温度传感器,通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。
热电偶可直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
1.2 设计目的与要求1.2.1 设计目的(1) 了解常用电子元器件基本知识(电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路);(2) 了解印刷电路板的设计和制作过程;(3) 掌握电子元器件选型的基本原理和方法;(4) 了解电路焊接的基本知识和掌握电路焊接的基本技巧;(5) 掌握热电偶温度传感器信号调理电路的设计,并利用仿真软件进行电路的调试。
1.2.2 设计要求选用热电偶温度传感器进行温度测量,要求测温范围100-300℃、精度为0.1℃。
基于传感器电路的温度检测系统设计与实现
基于传感器电路的温度检测系统设计与实现温度检测是现代生活中一个重要的功能,广泛应用于各个领域,如工业控制、环境监测、医疗设备等。
传感器电路是温度检测系统的关键组成部分,能够将温度变化转化为电信号,并通过系统进行数据采集和处理。
本文将介绍基于传感器电路的温度检测系统的设计与实现。
首先,我们需要选择合适的温度传感器。
常用的温度传感器包括热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器等。
不同的传感器具有不同的特点,因此选择合适的传感器需要考虑应用场景、测量范围和精度等因素。
在本设计中,我们选择了热敏电阻作为温度传感器。
接下来,我们设计传感器电路。
传感器电路包括传感器模块、信号调理电路和数据采集电路。
传感器模块负责将温度转化为电信号,信号调理电路用于对信号进行放大和滤波,数据采集电路负责数据的采集和处理。
在传感器模块中,我们需要将热敏电阻与电路连接。
热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化,因此我们可以根据电阻值来推算温度。
为了准确测量电阻值,我们可以使用恒流源和差动放大器。
恒流源可以保证电阻上的电流稳定,差动放大器则可以将电阻的微小变化放大并转化为电压信号。
信号调理电路中,我们可以加入放大器和滤波器。
放大器可以放大传感器产生的微弱信号,提高其测量精度。
滤波器则可以去除噪声信号,保证信号的清晰度和准确性。
数据采集电路是我们将测得的数据转化为可处理的数字信号。
一个常用的方法是使用模数转换器(ADC)将模拟信号转化为数字信号。
ADC可以将连续变化的模拟信号离散化,并将其转化为数字信号,以便于计算机进行处理。
在系统实现过程中,我们需要将传感器电路与微处理器或单片机连接,以实现数据的采集和处理。
微处理器或单片机负责控制系统的运行,并处理从传感器电路中获取的数据,从而实现温度检测功能。
同时,我们还可以将数据通过显示器、存储器或无线通信模块进行展示或传输。
为了提高系统的可靠性和稳定性,我们还可以加入温度补偿电路。
温度补偿电路可以在不同温度下对测量数据进行校正,以减小温度变化对测量精度的影响。
一种热电偶传感器信号调理电路设计
一种热电偶传感器信号调理电路设计张弛,毛宁,刘骁(中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所,陕西西安710065)摘要:在航空电子设备设计中,温度信号是常用的重要信号之一,如何设计合理的电路对传感器信号进行准确采集,具有重要的意义。
文章介绍了一种热电偶传感器信号调理电路,该电路能将传感器信号调理成适用的电压信号,再经过AD 进行采集,输入到可编程逻辑器件或处理器中进行计算。
关键词:热电偶;滤波放大;模数转换;冷端补偿中图分类号:TP212文献标识码:A文章编号:1673-1131(2019)05-0070-020引言温度信号是航空电子设备釆集和控制应用的重要参数之一,是衡量设备能否正常工作的重要指标。
因此,准确有效进行温度釆集,可以为航空电子设备控制和健康管理预测提供必要的数据支持。
热电偶作为无源传感器,不需要输入激励电压,就能将温度转换为电压输出,同时具有结构简单、性能稳定、测温范围宽、热响应时间快、无自发热,以及较高的准确度、稳定性和复现性等优点。
本文介绍了一种热电偶传感器信号调理电路,该电路能将传感器信号调理成适用的电压信号,再经过AD进行釆集,输入到可编程逻辑器件或处理器中进行计算。
1电路设计及工作原理介绍1.1电路原理框图设计热电偶传感器信号调理电路的目的就是将输入的毫伏级电压信号转换为满足模数转换器检测要求的电压信号。
调理电路包括:EMI防护、开路检测、RC低通滤波、差分放大、有源二阶低通滤波等几部分,如图1所示。
图2电路简化原理图按照交流回路分析,根据电路基本原理节点电流法,可得到该电路传递函数形式为:(R89C9O R OT C9O S2+2Re9C9oS+l)(1)按直流回路分析,该电路可简化为图3所示的形式。
其中,上下拉电压±0.1V可由电阻分压得到,不大于0.23V即可。
图1原理框图设计EMI防护:热电偶传感器信号调理电路输入端需首先设计EMI滤波器,本电路使用的EMI滤波器由电感和电容组成.开路检测:热电偶传感器信号输入前端设计上下拉电阻,提供热电偶传感器开路时的固定状态输入。
热电偶测温电路的设计与仿真
0 引言热电偶是一种常用的测温器件,具有测量精度高、测温范围广(温度范围为-200℃~1600℃)、性能稳定、结构简单,直接将温度转换成电压的特性,尤其在工业测温领域中占有重要地位[1,2]。
本文使用K 型热电偶测量0~500℃的温度,通过测量电路对热电偶产生的电压信号进行处理,并且利用Proteus 软件对于整个测温电路进行设计和仿真。
1 热电偶测温电路的结构图1 热电偶测温电路的框图如图1所示,整个测温电路由K 型热电偶温度传感器、冷端温度补偿电路、电压放大电路及其失调电压补偿电路等四部分组成。
温度传感器使用热电势相对较大、适用于测量中高温度的K 型热电偶。
当热电偶的冷端温度不为零时,使用LM35集成温度传感器补偿冷端温度的偏差电压。
运算放大器OP07对热电偶产生的热电势进行放大,并对OP07自身固有的输入失调电压的误差进行补偿、调零。
2 热电偶测温原理[3]热电偶由两种不同的金属A 和B 构成。
当A 和B 两个接触点温度不同时,闭合回路中产生热电势。
在实际工程中,根据热电偶回路产生的热电势大小,查热电偶的分度表(温度与热电势之间的关系表),获得被测的热端温度。
当热电偶的冷端温度不为零时,可以采用冷端温度补偿法,利用修正后的热电势查分度表获得被测的热端温度。
冷端温度补偿表达式为00AB AB n AB n E t E t t E t =+(,)(,)(,)(1)式中,E AB (t,0)为热电偶的热端温度和冷端温度分别为t,0℃的热电势,E AB (t,t n )为热电偶的热端温度和冷端温度分别为t,t n 的热电势,E AB (t n ,0)为热电偶的热端温度和冷端温度分别为t n ,0℃的热电势。
3 测温电路3.1 冷端温度补偿电路LM35集成温度传感器是一种电压输出型温度传感器,可用于热电偶测温电路的冷端温度补偿[1,4]。
在-50℃~150℃measurement circuit is realized using Proteus software. The results show that the circuit desing is easy and the precision of temperature measurement is high.Key word :K type thermocouple ;temperature compensation ; offset voltage compensation基金项目:辽宁省2018年度高等教育内涵发展—转型与创新创业教育项目(辽教函[2018]394号);大连理工大学城市学院2017年度教研立项(JXYJ2017008)。
热电偶传感器调理电路设计
得到传感器输出的热电势 E T , T ) , 就可确定被 A B( 0 测量温度 T 。图 1为传感器检测连接图。
图1 ㊀传感器检测连接图
4 ㊀硬件电路设计
4 . 1 ㊀总体设计 产品中气缸头温度的检测电路包括信号调理电路 与数字处理电路。其中调理电路包括热电偶的信号调 理和其冷端温度信号的调理。系统框图见图 2 所。
图2 ㊀系统框图
4 . 2 ㊀调理电路设计及误差计算 调理电路由匹配电路及放大电路组成。在电路 设计中, 传感器输出的是毫伏级信号, 经放大电路放
收稿日期: 2 0 1 7- 1 0- 0 5 作者简介: 杨朋樽( 1 9 7 9 ) , 男, 山西太原人, 硕士研究生, 主要从事机载设备参数采集电路设计工作。
3 ㊀热电偶传感器机理分析
热电偶是利用热电效应进行工作的测温元件, 由两种不同导体( 半导体) 材料 A与 B串联组成的 闭合电路。若两个结点处于不同的温度 T和 T , 且 0 T>T , 则回路中就会有热电势产生 E T , T ) 。 0 A B( 0 、 B为热电极, 温度为 T的结点成为热端, 温 其中 A
2 0
山㊀西㊀电㊀子㊀技㊀术㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2 0 1 7年㊀ 入输出稳定可靠。调理电路见图 3 。
大输出。电路有断偶测试设计, 可在断偶时保证输
图3 ㊀调理电路图
㊀㊀1 )电路分析 在图 3的调理电路中, 由于热电偶输出的热电 势属于弱电压 m V级信号, 易受到电源射频干扰及 噪声干扰, 本文采用电阻 R 5 8 6 、 C 6 2 7并 联 接 地 与 R 5 8 7 、 C 6 2 8并联接地组成共模滤波电路, 该电路可 差模转换 以避免高频共模噪声流入负载中经共模 - 而对产品正常工作造成的影响。 C 6 3 0为差模电容 滤波器, 为了增强滤波效果, 三个电容都需要采用高 Q值、 低损耗的陶瓷电容器。 N 5 0 5即仪用放大器 A D 6 2 0 , 由其配套器件组成 5 1 9决定, 理想电 放大电路, 放大倍数由外接电阻 R 路采用双电源 ʃ 1 5V供电。由于其输入极采用 S u p e r B e t a 处理, 可实现最大 1 . 0n A的低输入电压噪声。 由于其体积小, 功耗低, ( 最大供电电流仅 1 . 3m A ) , 特 别适合用于热电偶调理中。 R 5 7 8 、 C 6 0 6构成一阶 R C低通滤波 器, 对放大 以后的信号进一步滤波, 截止频率设计为 2H z 左右。 通过设计, 将后续隔离级电路 N 5 1 7即运算放 大器构成具有负反馈的电压跟随电路。由于其电路 输入阻抗高, 输出阻抗低, 电路用于阻抗匹配, 增强 电路带载能力。 V 5 1 3 、 V 5 5 1 、 V 5 2 1为瞬变抑制二极 管, 用于防雷设计。 2 )电路计算 具体计算如下: 放大倍 数: G =4 9 . 4 k / R 5 1 9+1=1 7 7 . 4 3 ( 取 R 5 1 9= 1 3 7Ω) ;
温度传感器s型热电偶测温电路设计
doi: 10.11857/j.issn.1674-5124.2019050037温度传感器S 型热电偶测温电路设计丁润琦1, 甄国涌1,2, 张凯华1(1. 中北大学 电子测试技术国家重点实验室,山西 太原 030051;2. 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西 太原 030051)摘 要: 针对航天领域环境温度测量宽量程、高精度的需求,提出一种基于温度传感器进行冷端补偿的S 型热电偶测量电路,该电路由S 型热电偶温度传感器信号调理电路和采样量化电路两部分组成。
利用温度传感器AD590的输出电流产生补偿电动势,以补偿S 型热电偶冷端温度,实现其测点绝对温度的测量;通过S 型热电偶输出电动势与测量温度在分段线性拟合和全量程线性拟合两种算法下的线性度比较,S 型热电偶测量时的非线性误差采用分段线性拟合校正算法。
对测量电路进行多次试验,结果表明,该设计可实现的温度测量范围为0 ~1 600 ℃,全温度范围测量准确度±0.2%。
电路经工程应用验证,测量结果符合环境变化情况。
关键词: S 型热电偶; 高精度; 冷端补偿; 分段线性拟合校正算法中图分类号: TP92文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2020)01–0099–06Design of temperature measuring circuit of S-type thermocouplebased on temperature sensorDING Runqi 1, ZHEN Guoyong 1,2, ZHANG Kaihua 1(1. State Key Laboratory of Electronic Testing Technology, North University of China, Taiyuan 030051, China;2. Key Laboratory of Instrument Science and Dynamic Testing(Ministry of Education)North University of China, Taiyuan 030051, China)Abstract : Aiming at the wide range and high precision requirements of ambient temperature measurement in aerospace industry, an S-type thermocouple measurement circuit using temperature sensor for cold junction compensation is proposed, which includes an S-type thermocouple temperature sensor signal conditioning circuit and a sampling quantization circuit. In order to compensate the temperature of the S-type thermocouple cold junction, the output current of the temperature sensor AD590 was used to generate a compensation electromotive force, which achieved the measurement of the absolute temperature about its measuring point;through comparing the linearity of the S-type thermocouple output electromotive force and the measured temperature under piecewise linear fit and full-scale linear fit algorithm, the nonlinear error of S-type thermocouple measurement adopted a piecewise linear fitting correction algorithm. After performing multiple tests on the measurement circuit, the results show that the design could achieve a temperature measurement range from 0 ℃ to 1 600 ℃ and the measurement accuracy of the full temperature range is ±0.2%. The circuit has been verified by engineering application and the measurement results are in line with environmental收稿日期: 2019-05-11;收到修改稿日期: 2019-06-28作者简介: 丁润琦(1996-),男,山西运城市人,硕士研究生,专业方向为仪器科学与技术。
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目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 设计目的与要求 (1)1.2.1 设计目的 (1)1.2.2 设计要求 (1)第2章设计原理与内容 (2)2.1 热电偶的种类及工作原理 (3)2.1.1热电偶的种类 (3)2.1.2工作原理分析 (4)2.2 设计内容 (4)2.2.1 总体设计 (4)2.2.2 原理图设计 (5)2.2.3 可靠性和抗干扰设计 (7)第3章器件选型与电路仿真 (8)3.1 器件选型说明 (8)3.2 电路仿真 (8)第4章设计心得与体会 (9)参考文献 (10)附录1:电路原理图 (11)附录2:PCB图 (11)附录3:PCB效果图 (11)第1章绪论1.1 课题背景与意义温度是一个基本的物理量,在工业生产和实验研究中,如机械、食品、化工、电力、石油、等领域,温度常常是表征对象和过程状态的重要参数,温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。
本设计中正是关于温度的测量,采用热电偶温度测量具有很多的好处,它具有结构简单,制作方便,测量范围广,精度高,惯性小和输出信号便于远传等许多优点。
同时,热电偶作为有源传感器,测量时不需外加电源,使用十分方便,所以常在日常生活中被应用,如测量炉子,管道内的气体或液体温度及固体的表面温度。
热电偶作为一种温度传感器,通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。
热电偶可直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
1.2 设计目的与要求1.2.1 设计目的(1) 了解常用电子元器件基本知识(电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路);(2) 了解印刷电路板的设计和制作过程;(3) 掌握电子元器件选型的基本原理和方法;(4) 了解电路焊接的基本知识和掌握电路焊接的基本技巧;(5) 掌握热电偶温度传感器信号调理电路的设计,并利用仿真软件进行电路的调试。
1.2.2 设计要求选用热电偶温度传感器进行温度测量,要求测温范围100-300℃、精度为0.1℃。
设计传感器的信号调理电路,实现以下要求:(1)将传感器输出4.096-12.209mV的信号转换为0-5V直流电压信号;(2)对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据;(3)电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容;(4)电路的基本工作原理应有一定说明;(5)电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性第2章设计原理与内容2.1 热电偶的种类及工作原理2.1.1 热电偶种类1、K型热电偶镍铬K型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶,可测量0~1300℃的介质温度,适宜在氧化性及惰性气体中连续使用,短期使用温度为1200℃,长期使用温度为1000℃,其热电势与温度的关系近似线性,是目前用量最大的热电偶。
然而,它不适宜在真空、含硫、含碳气氛及氧化还原交替的气氛下裸丝使用;当氧分压较低时,镍铬极中的铬将择优氧化,使热电势发生很大变化,但金属气体对其影响较小,因此,多采用金属制保护管。
K型热电偶缺点:(1)热电势的高温稳定性较N型热电偶及贵重金属热电偶差,在较高温度下(例如超过1000℃)往往因氧化而损坏;(2)在250~500℃范围内短期热循环稳定性不好,即在同一温度点,在升温降温过程中,其热电势示值不一样,其差值可达2~3℃;(3)其负极在150~200℃范围内要发生磁性转变,致使在室温至230℃范围内分度值往往偏离分度表,尤其是在磁场中使用时往往出现与时间无关的热电势干扰;(4)长期处于高通量中系统辐照环境下,由于负极中的锰(Mn)、钴(CO)等元素发生蜕变,使其稳定性欠佳,致使热电势发生较大变化。
2、S型热电偶该热电偶的正极成份为含铑10%的铂铑合金,负极为纯铂。
其特点是:(1)热电性能稳定、抗氧化性强、宜在氧化性气氛中连续使用、长期使用温度可达1300℃超达1400℃时,即使在空气中、纯铂丝也将会再结晶,使晶粒粗大而断裂;(2)精度高,在所有热电偶中准确度等级最高,通常用作标准或测量较高温度;(3)使用范围较广,均匀性及互换性好;(4)主要缺点有:微分热电势较小,因而灵敏度较低;价格较贵,机械强度低,不适宜在原性气氛或有金属蒸汽的条件下使用。
3、E型热电偶(镍铬-铜镍[康铜]热电偶)E型热电偶为一种较新产品,正极为镍铬合金,负极为铜镍合金(康铜)。
其最大特是在常用的热电偶中,其热电势最大,即灵敏度最高;它的应用范围虽不及K型偶广泛但要求灵敏度高、热导率低、可容许大电阻的条件下,常常被选用;使用中的限制条件与型相同,但对于含有较高湿度气氛的腐蚀不很敏感。
4、N型热电偶(镍铬硅-镍硅热电偶)该热电偶的主要特点:在1300℃以下调温抗氧化能力强,长期稳定性及短期热循环复现性好,耐核辐射及耐低温性能好,另外,在400~1300℃范围内,N型热电偶的热电特性的线性比K型偶要好;但在低温范围内(-200~400℃)的非线性误差较大,同时,材料较硬难于加工。
5、J型热电偶(铁-康铜热电偶)J 型热电偶:该热电偶的正极为纯铁,负极为康铜(铜镍合金),具特点是价格便宜,适用于真空氧化的还原或惰性气氛中,温度范围从-200~800℃,但常用温度只在500℃以下,因为超过这个温度后,铁热电极的氧化速率加快,如采用粗线径的丝材,尚可在高温中使用且有较长的寿命;该热电偶能耐氢气(H2)及一氧化碳(CO)气体腐蚀,但不能在高温(例如500℃)含硫(S)的气氛中使用。
6、T型热电偶(铜-铜镍热电偶)T型热电电偶:该热电偶的正极为纯铜,负极为铜镍合金(也称康铜),其主要特点是:在贱金属热电偶中,它的准确度最高、热电极的均匀性好;它的使用温度是-200~350℃,因铜热电极易氧化,并且氧化膜易脱落,故在氧化性气氛中使用时,一般不能超过300℃,在-200~300℃范围内,它们灵敏度比较高,铜-康铜热电偶还有一个特点是价格便宜,是常用几种定型产品中最便宜的一种。
7、R型热电偶(铂铑13-铂热电偶)该热电偶的正极为含13%的铂铑合金,负极为纯铂,同S 型相比,它的电势率大15% 左右,其它性能几乎相同,该种热电偶在日本产业界,作为高温热电偶用得最多,而在中国,则用得较少。
热电偶通常分为标准化热电偶和非标准化热电偶两类。
标准化热电偶是指制造工艺比较成熟,应用广泛,能成批生产,性能优良而稳定,并以利用工业标准化元件中的那些热电偶。
标准化热电偶具有统一的分度表,常见的七种标准热电偶是R 型、S 型、B 型、K 型、E 型、J 型、T 型。
N 型热电偶为廉金属热电偶,是一种最新国际标准化的热电偶。
2.1.2 工作原理分析热电温度计是由热电偶、补偿导线及测量仪表构成的。
其中热电偶是敏感元件, 它由两种不同的导体A 和B 连接在一起, 构成一个闭合回路, 当两个连接点1 与2 的温度不同时, 由于热电效应,回路中就会产生零点几到几十毫伏的热电动势, 记为E AB 。
接点1 在测量时被置于测场所, 故称为测量端或工作端。
接点2 则要求恒定在某一温度下,称为参考端或自由端, 如图1 所示。
实验证明, 当电极材料选定后, 热电偶的热电动势仅与两个接点的温度有关, 即 .比例系数S AB 称为热电动势率, 它是热电偶最重要的特征量。
当两接点的温度分别为t1 , t2 时, 回路总的热电动势为,式中e AB ( t 1 ) 、e AB ( t 2 ) 分别为接点的分热电动势。
对于已选定材料的热电偶, 当其自由端温度恒定时, e AB ( t 2 ) 为常数, 这样回路总的热电动势仅为工作温度t 1 的单值函数。
所以, 通过测量热电动势的方法就可以测量工作点的实际温度 2.2 设计内容2.2.1 总体设计本设计需要测量温度为100到300度,选用K型热电偶,在将测量所得电压进行放大图 1 热电偶原理图处理。
K型热电偶作为一种温度传感器,K型热电偶通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。
K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。
K型热电偶是目前用量最大的廉金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。
K型热电偶丝直径一般为1.2~4.0mm。
正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr=92:12,负极(KN)的名义化学成分为:Ni:Si=99:3,其使用温度为-200~1300℃。
K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。
K型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛.,热电偶测量输出的信号为4.096-12.209mV,我们用信号调理电路将其转换为0-5V直流电压信号此信号调理电路由一个减法放大器和一个同相比例放大器组成,减法放大器一端电压接4.096 mV,这样在经过减法器的时候电压变化范围就会变成4.096-8.113mV,再由比例放大器输出,就会得到0-5V直流电压信号.2.2.2 原理图设计同相输入放大电路如图2所示,信号电压通过电阻RS加到运放的同相输入端,输出电压vo通过电阻R1和Rf反馈到运放的反相输入端,构成电压串联负反馈放大电路。
根据虚短、虚断的概念有vN= vP= vS,i1=if于是求得所以该电路实现同相比例运算。
同相比例运算电路的特点如下1.输入电阻很高,输出电阻很低。
2.由于vN= vP= vS,电路不存在虚地,且运放存在共模输入信号,因此要求运放有较高的共模抑制比。
图 2 同相比例放大电路差分式减法运算电路电路原理:差分式减法运算电路是利用一级运放实现的电路,图1所示。
要进行运算的两路信号分别由运放的同相和反相输入端送入,这是一种差分输入方式。
由于存在着负反馈,电路属于线性电路,因此,可以利用叠加定理分析求解电路输出电压与输入电压之间关系。
图3 减法电路图当令ui1单独作用时,ui2=0,电路实质是一个反相输入比例电路,如图所示,输出端电压uo1=-R3*ui1/R2 (2-2-1)电阻R2//R3,只起平衡作用,不影响电路输入输出关系。
当u2单独作用时,令ui1=0,此时电路实质是所分析的同相输入比例电路。
分析结果得:uo2=(1+R3/R2)*Rf*ui2/(R+Ri) (2-2-2)最后,利用叠加定理就可以求出输入信号ui1和ui2共同作用时,输出电压为uo=uo1+uo2=-R3*ui1/R2+R3*ui2/R2=R3(ui2-ui1)/R2 (2-2-3) 若取R3=R2,则有 uo=ui2-ui1从而实现对输入信号的减法运算。
减法运算也可以看成是对两个输入信号的差进行放大,所以此电路也广泛应用于自动检测仪器中,实现对输入信号的检测。