thiết bị cảm biến chương 2

Volt kế điện tử dùng OP-AMP
V+
V−
Vout
VS+
VS−

:non-inverting input
:inverting input
:output
:positive power supply
:negative power supply

Thiet bi & Cam bien

1


OP-AMP
RF

RF tạo hồi tiếp âm

RE

RF

RF

RE

RE

VOUT

VIN

VOUT

− RF
VIN
=
RE

Thiet bi & Cam bien

VOUT

VIN

 RF
VOUT= 1 +
 RE


 VIN

2


Summing Amplifier

R2

RF

V=
VO1 + VO 2
O

R1
V2

V1

Vn
V2
V1

VO

 V1 V2 
− RF 
+
VO =

 R1 R2 

Rn
R2

RF

R1
VO

Thiet bi & Cam bien

 Vk 
VO = − RF ∑ 

R
k =1 
k 
n

3


Differental amplifier
RF
V1
V2

RE
RH

VOUT

RG

RG

=
VOUT
RH + RG

Thiet bi & Cam bien

 RF
1 +
 RE


RF
V1
 V2 −
RE


4


Instrumentation amplifier
V1

VO1 R3

OA-1

R4

R1

R2

OA-3

R1
V2

OA-2

VOUT

Thiet bi & Cam bien

R3

VO

R4

VO2

R4 
R1 
=1 + 2  (V2 − V1 )
R3 
R2 

5

Logarithmic & Exponential amplifier
 VVDγ

=
I D I S  e − 1
 the current through the diode is given by





ID
VD

 when the voltage is greater than zero,
it can be approximated by:
(IS is the saturation current)

ID ≈ IS e

VD
Vγ

R
R

VIN

VIN

VOUT

VOUT

VOUT

 VIN 
= −Vγ ln 

I
R
 S 

Thiet bi & Cam bien

VOUT = − I S R.e

VIN
Vγ

6


Volt kế điện tử dùng OP-AMP
RF

V4

VX

RE

R4

V3

R3

V2

R2

V1

RV

VX

RV

R1

Mạch đo không có
khuếch đại áp.
U=
V+ MAX
= ( RV + RM ) I FS
KD
Thiet bi & Cam bien

Mạch đo có
khuếch đại áp.
RE
=
( RV + RM ) I FS
U KD V=
+ MAX
RF + RE
7


Volt kế điện tử dùng OP-AMP
V4

VX
R4

V3

R3

V2

R2

V1

RM
IFS

R

R1

Mạch đo dùng tầng
chuyển đổi áp-dòng.
=
U KD V=
R.I FS
+ MAX
Thiet bi & Cam bien

8


Volt kế điện tử
Mạch phân tầm đo ở ngõ vào. Z IN = R1 + R2 + R3 + R4
•UX: điện áp đo.
•UKD: điện áp cấp vào tầng khuếch đại.

R4

UX

R3
R2

Tầm đo lớn nhất V1.

V4

U X=
V=
U KD
1
1

V3

R1 + R2 + R3 + R4 Z IN
=
R1
R1

Tầm đo V2 < V1.

V2
V1

R1

Thiet bi & Cam bien

U X=
V=
U KD
2
2
UKD

R1 + R2 + R3 + R4
Z IN
=
R1 + R2
R1 + R2

Tầm đo V3 < V2 < V1.
U X=
V=
U KD
3
3

R1 + R2 + R3 + R4
Z IN
=
R1 + R2 + R3
R1 + R2 + R3
9


Volt kế điện tử AC
Volt k ế chỉnh lưu bán kỳ
VX

VX
RPC

RM
IFS

RM
IFS
R

R

Chỉnh lưu trước KĐ

Thiet bi & Cam bien

Chỉnh lưu sau KĐ

10


Volt kế điện tử AC
Volt k ế chỉnh lưu toàn kỳ
VX

VX

RM
IFS

RM
IFS

RPC

R
R

Chỉnh lưu trước KĐ

Thiet bi & Cam bien

Chỉnh lưu sau KĐ

11


Volt kế điện tử AC
Volt k ế trị đỉnh
VX
RM
IFS

C

Loại đơn giản

R

VX

R

C

Dùng chỉnh lưu chính xác
Thiet bi & Cam bien

RM
IFS
R
12


Volt kế điện tử AC
Volt k ế trị hiệu dụng
Main
thermocouple
VX

AC
Amplifier

DC
Amplifier

V1

to DC volt meter

V2
Balancing
thermocouple

Dùng cặp nhiệt điện

Thiet bi & Cam bien

13


Volt kế điện tử AC
Volt k ế trị hiệu dụng
Dùng vi mạch
AD536A

Analog Devices

Complete Monolithic IC Which Performs True RMS-toDC Conversion

AD636

Analog Devices

Low Level, True RMS-to-DC Converter

AD637

Analog Devices

High Precision, Wideband RMS-to-DC Converter

Analog Devices

Low Power, Precision, Monolithic True RMS-to-DC

Converter

Analog Devices

Low power, precision, monolithic true rms-to-dc
converter with 200 mV Full-scale Input Range

LT1088

Linear Technology

Wideband RMS-DC Converter Building Block

MX536A

Maxim

True RMS-to-DC Converters

MX636

Maxim

True RMS-to-DC Converters

AD736
AD737

Thiet bi & Cam bien

14


Ampe kế điện tử





Nguyên lý: chuyển dòng Iđo thành điện áp Vđo .
Phân tầm đo dòng điện bằng cách thay đổi điện trở .
Mạch phân tầm có đặc điểm:
I1(Rs1+Rs2+Rs3+Rs4)=I2(Rs2+Rs3+Rs4)=I3(Rs3+Rs4)=I4Rs4=h.s
Thiet bi & Cam bien

15