传感器与信号调理器件应用技术PDF电子书下载

第一章 概述 1

第二章 电桥电路以及传感器的激励和测量技术 3

2.1 电桥的电路结构 3

2.2 电桥输出的放大和线性化处理 5

2.3 电桥的激励 6

2.4 传感器的激励和测量技术 9

2.4.1 激励方法 9

2.4.3 布线方式 10

2.4.2 比率工作方式和非比率工作方式 10

2.4.4 交流激励 11

2.4.5 小结 14

参考文献 14

第三章 信号调理放大器 15

3.1 概述 15

3.2 精密运算放大器的特性 15

3.2.1 输入失调电压 15

3.2.3 直流开环增益的非线性 17

3.2.2 输入失调电压和输入偏流模型 17

3.2.4 运算放大器的噪声 19

3.2.5 共模抑制和电源抑制 21

3.3 运算放大器的直流误差分析 22

3.4 单电源运算放大器 22

3.4.1 单电源运算放大器的输入级 23

3.4.2 单电源运算放大器的输出级 24

3.4.3 运算放大器的制造工艺 26

3.5 仪表放大器 26

3.5.1 仪表放大器的电路结构 27

3.5.2 仪表放大器的直流误差源 31

3.5.3 仪表放大器的噪声源 32

3.5.4 桥式仪表放大器的误差分析 32

3.5.5 仪表放大器的性能表 33

3.5.6 仪表放大器的输入过压保护 33

3.6 斩波稳定放大器 34

3.7 隔离放大器 35

参考文献 37

4.1 应变计 38

第四章 应变、力、压力和流量测量 38

4.2 电桥信号调理电路 40

参考文献 42

第五章 高阻抗传感器 43

5.1 光电二级管前置放大器的设计 43

5.1.2 作为输入失调电压源的热电势 46

5.1.3 前置放大器的交流设计、带宽和稳定性 46

5.1.1 前置放大器的失调电压和漂移分析 46

5.1.4 光电二极管前置放大器的噪声分析 48

5.1.5 光电二级管电路性能小结 49

5.1.6 光电二极管电路的折衷选择 50

5.2 高速光电二极管电流-电压(I/V)转换器的补偿 50

5.2.1 选择用于宽带光电二极管I/V转换器的运算放大器 50

5.2.2 高速光电二极管前置放大器的设计 51

5.2.3 高速光电二极管前置放大器的噪声分析 51

5.3.1 低噪声电荷放大器的电路配置 52

5.3 高阻抗电荷输出传感器 52

5.3.2 为减少偏流而使用低电源电压且增益为40dB的压电式传感器放大器 53

5.3.3 水听器 53

5.3.4 运算放大器的性能：JFET运算放大器与双极型运算放大器的比较 54

5.3.5 pH探头缓冲放大器 54

5.4 CCD/CIS图像处理 54

参考文献 57

第六章 位置和运动传感器 58

6.1 线性可变差接变压器(LVDT) 58

6.2 霍耳效应磁传感器 60

6.3 光电编码器 61

6.4 分解器和自整角机 61

6.5 感应同步器 63

6.6 矢量交流感应电动机的控制 64

6.7 加速度计 65

参考文献 66

7.1.1 基础知识 68

7.1.2 工艺技术 68

7.1 概述 68

第七章 加速度计 68

7.1.3 主要产品 69

7.1.4 应用领域 69

7.2 工作原理 70

7.2.1 质量弹性系统 70

7.2.2 位移测量系统 70

7.3.1 产品选型 71

7.3 应用设计指南 71

7.2.3 信号调理电路 71

7.3.2 自检和标定 72

7.3.3 辅助设计工具 72

7.3.4 设计中应考虑的问题 73

7.3.5 提高性能的方法 73

7.4 典型产品ADXL105及应用 74

7.4.1 组成和特点 74

7.4.2 主要技术指标 75

7.4.3 典型性能特性 76

7.4.4 设计指南 78

参考文献 79

第八章 温度传感器 80

8.1 概述 80

8.2 热偶的工作原理和冷接点补偿 80

8.3 电阻式温度检测器 84

8.4 热敏电阻 85

8.5.1 电流和电压输出温度传感器 87

8.5 半导体温度传感器 87

8.5.2 数字输出温度传感器 89

8.5.3 恒温开关和温度设定值控制器 90

8.5.4 带有片内温度传感器的模数转换器 91

8.6 微处理器温度监测 92

参考文献 94

第九章 用于信号调理的模数转换器 95

9.1 逐次逼近型模数转换器 95

9.2 多路输入逐次逼近型模数转换器 98

9.3 完整的片内数据采集系统 100

9.4 Σ-△型模数转换器 101

9.4.1 高分辨率、低频测量用的Σ-△型模数转换器 103

9.4.2 Σ-△型模数转换器在电能表中的应用 107

9.4.3 电能计量中的大电流检测技术 109

参考文献 112

第十章 智能传感器 114

10.1 4～20mA控制环路 114

10.2 传感器与网络的连接 115

参考文献 120

11.1 高精度系统中的电阻和热偶误差 121

第十一章 硬件设计技术 121

11.2 混合信号系统中的接地 123

11.2.1 接地面和电源面 123

11.2.2 双面印制电路板与多层印制电路板的比较 124

11.2.3 多插卡混合信号系统 124

11.2.4 分隔模拟地和数字地 124

11.2.5 混合信号集成电路的接地和去耦 125

11.2.7 混合信号接地混乱的根源：将单卡接地概念用到多卡系统中 126

11.2.8 采样时钟考虑 126

11.2.6 慎重对待ADC的数字输出 126

11.2.9 混合信号系统中印制电路板布局的几个准则 127

11.3 电源噪声的抑制和滤波 128

11.3.1 开关稳压器实验 130

11.3.2 局部高频电源滤波 133

11.3.3 对交流电源线的滤波 133

11.4 防止射频干扰整流的措施 134

11.5 高速逻辑电路处理方法 136

11.6 屏蔽原理简介 137

11.6.1 电缆和屏蔽的一般特性 138

11.6.2 数字隔离技术 139

11.7 过压保护 140

11.8 静电放电 143

参考文献 147

附录一 半导体温度传感器和磁场传感器的应用 149

附录二 ADI公司生产的传感器及信号调理器选择树 156

附录三 ADI公司生产的传感器选择指南 162

北京市英赛尔器件集团简介 167

编后语 169