6、模拟仪器系统与传感器技术解析

模拟仪器系统与传感器技术解析

1. 模拟仪器系统中的 A/D 转换技术

在模拟仪器系统里，数字计数器会生成参考电压 Vref 并与被测量值进行比较。当内部数字电压和模拟测量电压相等时，电容器的电流或电压为零，此时计数器会记录读数。

除了这种常见的方式，还有约 12 种其他的 A/D 转换技术，其中部分并非传统方法，这里简单介绍几种：
- 轴编码器 ：用于将轴的旋转位置或角度转换为数字信号。
- 双斜率积分 ：通过对输入信号和参考信号进行两次积分，根据积分时间来确定输入信号的大小。
- Δ - Σ 转换器 ：内部脉冲序列与模拟电压 va 在求和点连接，对这些脉冲进行计数，直到与求和点相连的积分器输出电平改变比较器的状态。
- 具有仪器内部电压数字变化的开关电容 ：用于与被测量电压进行比较。

大多数数据采集板从一个模拟输入包含 8 或 16 个通道，一些更昂贵的选项可为单个输入提供多达 128 个通道。带有内部或外部多路复用的信号调理器可以扩展数据采集板处理大量通道的能力。

2. 信号调理电路板的使用要点

在仪器中实际应用电路板时，无论是在元件布局还是驱动小信号的其他电子电路中，都需要采取一些实际措施：
1. 安装耦合电容 ：尽可能靠近易受快速信号变化（传导噪声）影响的集成电路安装耦合电容，以便在主电源与这些电路距离较远时，为其局部提供即时能量。对于快速变化的信号，使用两个并联的去耦电容，一个是大容量电解