一个传感器输出电压0~3.2V , 为何还要设计一个运放电路?

只看该作者 · 2012-1-10 11:33

大家好!
我是一个做软件的菜鸟, 不懂电路, 对公司的产品有疑问.

有一种气体传感器, 量程0~1000PPM, 精度 0.1PPM

传感器本身输出的是电压信号, 0.016v ~ 3.2V
而且是线性输出的, 也就是 1000PPM 用 0.016v ~ 3.2V 来表达了.

现在单片机要采集这个数据, 并显示, 所以他做了这些模块:
【传感器->运放->单片机的ADC】

可为何这个产品还用了运放?

我认为：直接用一个ADC采集传感器的输出电压, 给单片机程序设置2个值:
1. 0 PPM的电压= 0.016
2. 1000 PPM的电压= 3.2V
然后单片机将 0.016 ~ 3.2 分成 10000个刻度, 不就能计算出值了吗?

干嘛还要增加运放? 好像还有一个反馈电路.

只看该作者 · 2012-1-10 11:35

这个电路中，如果不用运放，我直接这么设计可行么？

【传感器-16位ADC(SPI)-ARM单片机】

只看该作者 · 2012-1-10 13:22

传感器输出阻抗怎么样，是否需要滤波等，决定了要不要使用运放

1万 · 2012-1-10 13:41

好多气体传感器内部已经采用了运放，楼主说的这个输出幅度，估计是内部已经有运放放大过的信号，先查查看传感器的规格书，以前用过一个类似的传感器，就是内部已经做了放大滤波，使用时直接才ADC采样就可以了。

只看该作者 · 2012-1-10 13:41

3# 天神下凡

哦, 这样啊, 传感器没有说输出阻抗和是否要滤波, 我手头上也没有这传感器.

谢谢!

只看该作者 · 2012-1-10 17:15

同意3楼

2万 · 2012-1-10 17:17

听说过什么叫阻抗变换吗？

对，就是它了。。。

只看该作者 · 2012-1-10 18:37

没图，上图吧

只看该作者 · 2012-1-10 19:39

这个幅度应该是传感器内部有放大的。但即便如此，传感器与ADC之间至少应该加个跟随，这也是通常作法。

4万 · 2012-1-10 21:35

能不能直接接AD要看传感器手册中关于输出阻抗的指标，如果其内部没有运放缓冲，那么就需要自行接入，这是为了防止AD的输入阻抗影响测量结果。

只看该作者 · 2012-1-10 22:36

恩，楼上正解
　楼主说的运放应该是作电压跟随器使用的，在电路中，电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。按楼主描述的这个传感器应该内置电压放大器，而电压放大器的输出阻抗一般比较高，通常在几千欧到几十千欧，如果后级的输入阻抗比较小，那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候，就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是，提高了输入阻抗，这样，输入电容的容量可以大幅度减小，为应用高品质的电容提供了前提保证。

只看该作者 · 2012-1-10 23:58

这个电路中，如果不用运放，我直接这么设计可行么？

【传感器-16位ADC(SPI)-ARM单片机】
vcxz_1982 发表于 2012-1-10 11:35

选择合适型号的AD，可以这样做

只看该作者 · 2012-1-11 00:52

运放，有反馈，很有可能就是一个电压跟随器，起阻抗变换作用。。。

只看该作者 · 2012-1-11 08:48

呵呵, 得到这么多人的回复, 真的非常感谢!:)

只看该作者 · 2012-1-11 09:01

嗯, 和公司前辈确认了, 属于电压跟随的差动放大器.

我看到资料, 还有比这种更好的仪表放大器. 不知道会不会比我们之前设计的好些.

只看该作者 · 2012-1-11 10:18

没妄下结论的没分，老实的吃亏:'(

只看该作者 · 2012-1-11 11:50

如果给了那个传感器的资料和CPU输入部分的资料，可以肯定用不用运放了。

不过，现在好多学生（或者搞设计若干年），动不动就用运放，好象电路用的元件多了性能就好。搞些画蛇添足反而把性能给降低了。

1万 · 2012-1-12 12:24

直接AD存在风险，
用运放缓冲，一个是可以做滤波和放大，适应不同频响和ad量程，另外就是保护ADC.

只看该作者 · 2012-1-12 12:43

6# vcxz_1982
楼主最好上图看看，根据楼主描述气体传感器nA电流输出，又是1000ppm的量程，0.1ppm的是分辨率，不是精度。推测是有毒气体CO之类的吧。输出nA电流，要通过反比例放大到电压。你说的运放是不是传感器的反比例放大部分？

只看该作者 · 2012-1-12 13:41

20# zjp8683463

嗯, 谢谢!

如果不介意, 到https://bbs.21ic.com/icview-301910-1-1.html 领一下分吧.

一个传感器输出电压0~3.2V , 为何还要设计一个运放电路?

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