- •РАЗДЕЛ 1: Введение
- •РАЗДЕЛ 2: Мостовые схемы
- •Конфигурации мостов
- •Усиление и линеаризация выходных сигналов мостов
- •Управление мостами
- •Литература
- •РАЗДЕЛ 3: Усилители для нормирования сигналов
- •Характеристики прецизионных операционных усилителей
- •Входное напряжение смещения
- •Модели для входного напряжения смещения и входного тока
- •Нелинейность разомкнутого коэффициента передачи по постоянному току
- •Шум операционного усилителя
- •Ослабление синфазного сигнала и влияния источника питания
- •Анализ бюджета ошибок усилителя на постоянном токе
- •Операционные усилители с однополярным питанием
- •Входные каскады однополярных операционных усилителей
- •Технология производства ОУ
- •Инструментальные усилители
- •Схемы инструментальных усилителей
- •Источники ошибок инструментального усилителя по постоянному току
- •Источники шумов инструментального усилителя
- •Анализ бюджета ошибок ИУ с мостовым датчиком
- •Таблицы разрешения различных измерительных усилителей
- •Защита входов ИУ от выбросов напряжения
- •Усилители, стабилизированные прерыванием
- •Изолированные усилители
- •Литература
- •РАЗДЕЛ 4: Измерение деформации, силы, давления и потока
- •Тензометрические датчики
- •Цепи нормирования сигналов с измерительных мостов
- •Литература
- •РАЗДЕЛ 5: Датчики с высоким импедансом
- •Предусилитель для фотодиода
- •Рассмотрение напряжения смещения предусилителя и его дрейфа
- •Термоэлектрические потенциалы как источник входного напряжения смещения
- •Разработка предусилителя по переменному току, его полоса и стабильность
- •Анализ шумов предусилителя фотодиода
- •Шум входного напряжения
- •Тепловой (Джонсоновский) шум входного резистора R1
- •Шум входного тока прямого (неинверсного) входа
- •Тепловой (Джонсоновский) шум резистора в цепи прямого (неинверсного) входа
- •Резюме по шумовой работе схемы с фотодиодом
- •Уменьшение шума при использовании выходного фильтра
- •Резюме по работе схемы
- •Компромиссные решения
- •Компенсация в высокоскоростном фотодиодном I/V конверторе
- •Выбор ОУ для широкополосного фотодиодного ПТН
- •Конструирование высокоскоростного предусилителя фотодиода
- •Анализ шума быстрого предусилителя фотодиода
- •Высокоимпедансные датчики с зарядом на выходе
- •Схема низкошумящего зарядового усилителя
- •Шумопеленгаторы
- •Буферный усилитель для рН пробника
- •CCD/CIS обработка изображений
- •Литература
- •Линейные дифференциальные трансформаторы
- •Оптические кодировщики
- •Сельсины и синус-косинусные вращающиеся трансформаторы
- •Индуктосины
- •Векторное управление индукционным двигателем переменного тока
- •Акселерометры
- •Литература
- •РАЗДЕЛ 7: Датчики температуры
- •Работа термопар и компенсация холодного спая
- •Термисторы
- •Температурный мониторинг микропроцессоров
- •Литература
- •РАЗДЕЛ 8: АЦП для нормирования сигнала
- •АЦП последовательного приближения
- •АЦП последовательного приближения с мультиплексируемыми входами
- •Законченные системы сбора данных на одном кристалле
- •Литература
- •РАЗДЕЛ 9: Интеллектуальные датчики
- •Токовая петля контроля 4-20 мА
- •Подключение датчиков к сетям
- •Литература
- •РАЗДЕЛ 10: Методы конструирования аппаратуры
- •Ошибки в системах высокой точности, связанные с резисторами и паразитными термопарами
- •Выполнение заземления в системах со смешанными сигналами
- •Шины земли и питания
- •Двухсторонние и многослойные печатные платы
- •Многоплатные системы со смешанными сигналами
- •Разделение аналоговой и цифровой земли
- •Выполнение заземления и развязки в ИС со смешанными сигналами
- •Тщательное рассмотрение цифровых выходов АЦП
- •Рассмотрение тактового генератора выборок
- •Эксперименты с коммутационным стабилизатором
- •Локальная высокочастотная фильтрация напряжения источника питания
- •Фильтрация силовых (сетевых) линий переменного тока
- •Предотвращение выпрямления радиочастотных помех
- •Работа с высокоскоростной логикой
- •Обзор концепций экранирования
- •Общие точки на кабелях и экранах
- •Методы изоляции цифровых сигналов
- •Защита от перегрузки по напряжению
- •Защита от перегрузки по напряжению с использованием канальных устройств защиты КМОП-типа
- •Электростатический разряд
- •Электростатические модели и тестирование
- •Литература
РАЗДЕЛ 5: Датчики с высоким импедансом
Литература
1.Ramon Pallas-Areny and John G. Webster, Sensors and Signal Conditioning, John Wiley, New York, 1991.
2.Dan Sheingold, Editor, Transducer Interfacing Handbook, Analog Devices, Inc., 1980.
3.Walt Kester, Editor, 1992 Amplifier Applications Guide, Section 3, Analog Devices, Inc., 1992.
4.Walt Kester, Editor, System Applications Guide, Analog Devices, Inc., 1993.
5.Walt Kester, Editor, Linear Design Seminar, Analog Devices, 1994.
6.Walt Kester, Editor, Practical Analog Design Techniques, Analog Devices, 1994.
7.Walt Kester, Editor, High Speed Design Techniques, Analog Devices, 1996.
8.Thomas M. Fredrickson, Intuitive Operational Amplifiers, McGraw-Hill, 1988.
9.Optoelectronics Data Book,
EG&G Vactec, St. Louis, MO, 1990.
10.Silicon Detector Corporation,
Camarillo, CA, Part Number SD-020-12-001 Data Sheet.
11.Photodiode 1991 Catalog,
Hamamatsu Photonics, Bridgewater, NJ
12.An Introduction to the Imaging CCD Array,
Technical Note 82W-4022, Tektronix, Inc., Beaverton, OR., 1987.
13.Lewis Smith and Dan Sheingold, Noise and Operational Amplifier Circuits, Analog Dialogue 25th Anniversary Issue, pp. 19-31, Analog Devices, 1991.
14.James L. Melsa and Donald G. Schultz, Linear Control Systems, pp. 196-220, McGraw-Hill, 1969.
15.Jerald G. Graeme, Photodiode Amplifiers: Op Amp Solutions, McGraw-Hill, 1995.
16.Erik Barnes, High Integration Simplifies Signal Processing for CCDs,
Electronic Design, February 23, 1998, pp. 81-88.
17.Eric Barnes, Integrated for CCD Signal Processing, Analog Dialogue 32-1, Analog Devices, 1998.
18.Precision Resistor Co., Inc.,
10601 75th St. N., Largo, FLA, 33777-1427, 727-541-5771, http://www.precisionresistor.com
©АВТЭКС Санкт-Петербург (812) 567-7202, http://www.autexspb.da.ru, E-mail: autex@newmail.ru Автор перевода: Горшков Б.Л.
5-31
РАЗДЕЛ 6
ДАТЧИКИ ПОЛОЖЕНИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
РАЗДЕЛ 6: Датчики положения и перемещения
РАЗДЕЛ 6: ДАТЧИКИ ПОЛОЖЕНИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
Уолт Кестер
!Линейные дифференциальные трансформаторы
!Магнитные датчики на основе эффекта Холла
!Оптические кодировщики
!Сельсины и синус-косинусные вращающиеся трансформаторы
!Индуктосины
!Векторное управление двигателями переменного тока
!Акселерометры
Для измерения положения и перемещения в настоящее время широко используются линейные и цифровые интегральные схемы. Применение интегральных схем привело к эффективному стоимостному разрешению проблем, которые ранее решались с использованием дорогостоящих электромеханических средств. Системы измерения положения и перемещения широко используются в следующих приложениях: робототехника, компьютеризованное производство, автоматизированное производство, авиация и автомобилестроение.
В этом разделе рассматриваются линейные и поворотные датчики положения и связанные с ними схемы нормирования сигналов. Интересное приложение, связанное с применением аналого-цифровых интегральных микросхем, иллюстрируется на примере управления двигателем переменного тока. Раздел заканчивается обсуждением использования акселерометров.
♦Линейные измерения: линейные дифференциальные трансформаторы
♦Датчики на основе эффекта Холла
♦Датчики приближения
♦Датчики напряженности магнитного поля с линейным выходом
♦Угловые измерения:
♦Вращающиеся дифференциальные трансформаторы
♦Оптические кодировщики угла поворота
♦Сельсины и синус-косинусные вращающиеся трансформаторы
♦Индуктосины (линейные и угловые)
♦Приложения, связанные с управлением двигателями
♦Ускорение и углы крена: акселерометры.
Рис.6.1. Датчики положения и перемещения.
©АВТЭКС Санкт-Петербург (812) 567-7202, http://www.autexspb.da.ru, E-mail: autex@newmail.ru Автор перевода: Горшков Б.Л.
6-1