传感器信号调节器基础知识
苏子言岁月 2022-12-02

  传感器信号调节器基础知识

  传感元件(变送器)将有用的物理信号转换为电信号,例如:用于测量压力的压阻桥、用于检测超声波的压电传感器以及用于测量气体浓度的电化单元等。传感元件产生的电信号都很小,并且为非理想状态,例如:温度漂移和非线性传输函数等。

  传感器模拟前端(例如:德州仪器LMP91000)和传感器信号调节器(例如:德州仪器PGA400/450),用于把这些传感元件所产生的小信号放大到可用水平。PGA400/450包含完整的信号调节电路,以及可刺激传感元件、管理功率并与外部控制器连接的一些电路。另外,如PGA400等器件还能够对这些传感元件的非理想状态进行校准。

  多模态信号调节

  通常,为了实现信号调节或者更高级别的监控,我们需要对多个传感元件的输出进行测量。例如,处理某个典型压阻桥的输出,便要求同时对桥和温度传感器的输出进行测量。同样,处理热电偶的输出,要求同时对该热电偶和测量温度的传感器的输出进行测量。测量连接器温度的目的是完成冷接点补偿。同一个信号调节器对多个传感元件进行处理的情况被称作“多模态信号调节”。

  混合信号信号调节

  传感器信号调节的另一个方面是发生信号调节的电域。德州仪器PGA309器件的电阻桥传感元件的信号调节发生在模拟域内。在如PGA400等器件中,信号调节同时发生在模拟和数字域内。后一种情况被称作“混合信号信号调节”。

  混合信号调节器的一个关键组成部分是模数转换器(ADC)。在信号达到智能补偿模块以前,两个传感元件始终都有独立的信号通路。之后,该模块组合这两个信号,产生经过处理之后的输出。

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