简单的非反相运算放大器电路——如何将毫伏级电压提升至0-2.5V直流
对于输入到数据记录仪的毫伏级电压,您需要对信号进行放大(乘以倍数),以利用数据记录仪的2.5V直流动态范围。您需要制作一个运算放大器电路。运算放大器电路实际上就是一个由分压器控制的具有无限增益的放大器。放大器的增益会将输入信号的电压放大到数据记录仪可测量的有用水平。
首先确定所需的增益比:将放大器所需的输出电压除以传感器的输出电压。
(运算放大器电路有两种基本类型:反相和非反相。此处使用非反相电路是因为其简单性。有关如何构建此类电路的更多信息,Horowitz和Hill所著的《电子学的艺术》是一本很好的参考资料。)
G = 输出电压 / 输入电压
对于HOBO外部输入,这通常意味着:G = 2.5 / 输入电压
如果您希望使用HOBO的2.5V直流满量程范围,且最大输入信号为250毫伏,则增益为10:1或仅为10。一旦确定了增益G,就可以计算电阻R1。现在,先选择R2的值(通常为10K),然后计算R1。
R1 = R2 / (G-1)
在上述示例中,G=10,且如果您选择R2的值为10000。
R1 = 10000 / (10 - 1)
R1 = 1111.1欧姆
您可以购买的最接近R1的电阻值是1100欧姆,这仍能提供1%的标称精度。
有一些实际考虑因素。如果R1和R2的总和过低(Rmin),可能会使电源过载。如果您使用记录仪的2.5V开关输出为运算放大器供电,Rmin(即1000欧姆)将消耗2.5毫安电流。如果R1和R2的总和过高(Rmax),超过200000欧姆,运算放大器的内部失调可能会产生误差。此外,电阻并非具有所有可能的电阻值。您必须代入可用的电阻值,直到获得一个既足够准确又能使R1和R2的总和在实际范围内的运算放大器电路。满量程输出在100毫伏或以下的传感器需要进行放大,以获得良好的测量分辨率和精度。EME Systems提供的放大器已被一些HOBO用户证明是成功的。http://www.emesystems.com
注意:UX120-006M包含一个16位模数转换器,极大地提高了记录仪的分辨率和记录小电压源数据的能力。UX120-006M