原创 配合传感器的变送器电路类型

避开传感器原理不谈，传感器这种将物理量的改变传为电信号的装置输出一般是微弱信号，需要调理电路变换，或者称为变送器，将信号变为0~5V或4~20mA的标准输出。这种信号有利于后续采集装置或是驱动电路的实现。

0~5V信号由微弱信号放大得来，使用一般的运算放大器即可。并可实现零点偏移调整，对原有位政府的信号变为0~5V输出，只需加入2.5V的直流电平抬高信号。而放大的精度由运放的电阻精度保证，和运放的输入输出阻抗有关。

4~20mA信号在传输时不容易受干扰，多用于驱动电路或微机系统采集。同样需要放大实现，或者特殊的调理电路。

理想的传感器加变换器是输入和输出成严格线性的，所以变换器设计上需要保证线性，且需要对传感器输出存在的非线性进行补偿。线性化需要根据非线性的大小和正负来设计的，可以在模拟信号上进行，这个有成熟的电路，但电路较复杂，实现起来有困难。也可以在传感器输出采集成数字信号以后，在数字部分用程序实现。

智能化是变换器发展的趋势，特别是自带AD转换功能的嵌入式芯片集成进变送器电路。可以很方便的实现滤波、放大、AD转换、线性化处理、温度补偿等功能。而且电路体积可以做得很小，输出直接转换成数字量，还可以通过各种通信形式向外传输，增加了信号获取部分的自由度或个性化。

数字化是发展趋势，但模拟和数字的变换器电路同样重要，应用不同而已。为设计变换器电路，可以使用统一的设计平台，基本是由信号源和各种测试仪表组成的测试系统。首先信号员要能够模仿出各种传感器输出信号的特征，当然是指电量，非电量的输出形式还是要转换成电量的电路形式。比如，压电原理的传感器输出实际上是一个电荷信号，但可以用电压源并上电容或电流源船上电流源的电路模拟。为验证某些特殊信号的输入产生的响应，信号源部分最好具有阶越、冲击、噪声信号输出的功能。信号源输出进入电路模块，输出由示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪采集信号。考虑到功能的扩展，最好采用虚拟仪器技术，自行扩展一些测试功能，得到自己关心的信号。