应变片式传感器运用非常广泛，它选用电桥式电路结构，以进步输出灵敏度。但一个微应变桥路输出只要2 mV左右，即便在满载状况下，应变片的最大输出也只要数十mV，这就要求前置丈量扩大电路具有高增益、高精度、低噪声、低漂移等特色。一般集成运算扩大器都是运用参数补偿原理的直接耦合或许阻容耦合办法，它们的初始失调参数并不等于零，而是用调零电位器或精细批改技能进行失调参数的补偿。这使得直接耦合扩大器在扩大信号的一起也扩大了温漂，而阻容耦合扩大器虽能按捺温漂，但不能用来扩大弱小的直流信号或缓慢改动的信号，它会将这种信号作为温漂按捺掉。运用主动稳零技能的精细外表扩大器AD8230就能很好地处理按捺温漂的一起又扩大弱小直流信号这个问题，以满意精细应变测验仪的规划要求。
AD8230的作业原理与特性
AD8230 是ADI公司的一款运用动态校零技能，选用超小型SOIC工艺制造的稳零式精细外表扩大器。与工业规范AD62x系列外表扩大器比较，AD8230有许多要害的功能进步：具有109W的高输入阻抗，能有用地按捺信号源与传输网络阻抗不对称引起的差错；在-40℃~+125℃的作业温度规模内，输入失调电压为10mV、失调电压温度漂移只要50nV/℃，共模按捺比高达140dB，能有用地按捺共模搅扰引进的差错，进步体系信噪比和对温度影响的反抗才能；输入/输出摆幅可达电源限（-VS~+VS），以习惯信号源电平的较宽规模；具有较高的增益及较宽的增益调理规模（G=2~1000），其典型增益差错为± 0.01%，增益非线形差错仅为20ppm，有用地保证了体系的丈量精度。
扩大器增益由两个外部电阻器设置，以完成温度系数（TC）匹配。
AD8230 由参阅端电位确认零输出电压，当负载与体系地不明确共地时特别有用，它供应了一种对输出引进精细补偿的办法，运用参阅端还可供应一个虚地电压扩大双极性信号。若AD8230相对地输出，则参阅端应接地，为了使接地回路阻抗最小，到达最佳的CMR，参阅端应接到一个低阻抗接点，主张运用接地平面。
主动调零（或主动稳零）是一种动态地抵消失调电压和失调电压漂移的技能，它能将相对输入端的失调电压下降到mV级，将失调电压漂移下降到nV/℃级。动态抵消失调的另一长处是可下下降频噪声，特别是1/f噪声。主动稳零运算扩大器的根本指导思想是：假如能将运放两个输入端短路时或加共模输入信号时的输出电压 （差错电压）先用电容器存放起来（简称采样），再与运放正常作业时的输出电压相减（简称校零），则可有用地减小失调电压、失调电流及温度改动和电源电压动摇所引起的漂移，也可有用地按捺共模信号。
AD8230具有自稳零电路结构，其内部信号途径由一个有源差分采样坚持级（前置扩大器）和一个差分扩大级（增益扩大器）组成。两级扩大器都能完成自稳零，使失谐和漂移削减到最低，全差分电路结构增强了对寄生噪声的反抗才能。主动稳零根本原理如图 1所示，这儿以两个相继时钟相位A、B别离描绘其内部作业次序。
电路经过电子开关来切换两个阶段循环作业：在时钟上半周期，电路处于采样阶段，采样电容器CSAMPLE衔接到信号输入端，该输入信号的差分电压VDIFF被存储在CSAMPLE上，共模电压被按捺。在此期间，增益扩大器与前置扩大器断开，以使其输出坚持在曾经采样的输入信号起伏；在时钟下半周期，电路处于动态校零和扩大阶段，CSAMPLE上收集的差分信号被供应给增益扩大器，改写存储在CHOLD上的电压值，并由增益扩大器扩大。当CSAMPLE衔接到前置扩大器的输出端时，前置扩大器的共模输出电压被下拉到参阅电位VREF。用这种办法，使CSAMPLE与前置扩大器具有相同的共模电压。
精细应变测验仪的完成
应变测验仪首要由桥压发生、射频搅扰（RFI）滤波、共模按捺、信号扩大、低通滤波和缓冲驱动等电路构成，其结构框图如图2所示。
图1 主动稳零根本原理
图2 应变测验仪结构框图
在实践运用环境中，不断添加的射频搅扰，被扩大器整流后或许体现为难以消除的直流失调差错，一起考虑到信号传输线路长、强度弱的状况，在外表扩大器前设置一个差分低通滤波器，用以尽或许多地从输入端去除RF能量，坚持每个输入端与地之间的AC信号平衡，以及在丈量带宽内坚持足够高的输入阻抗，以防止下降对输入信号源的带载才能。
应变传感器作业电压由桥压发生电路供应，其稳定性直接影响输入信号的丈量精度。为使丈量差错及输入信号漂移最小，桥压电路应选用低温度系数的精细基准稳压芯片，如LM399、LM3999等。它们选用次外表隐埋技能，具有长时间稳定性好、噪声电压低一级长处，其优异的恒温特性αT＝（0.3~2）×10-6/℃，可有用消除温度改动对基准电压的影响。
体系添加了共模按捺电路，可进一步减小体系噪声和直流零点漂移差错，进步测验精度；在外表扩大器输出端设置一个低通滤波器以滤除高频重量，下下降频噪声；添加缓冲驱动电路，加大扩大器的带载才能，在扩大器与负载相距较远时，作用显着。该体系处理了以往应变仪中频带缺乏、精度不高级难题，是一种新式的精细测验仪器。
AD8230在应变测验仪中的运用
AD8230在精细应变测验仪中首要用于共模按捺、信号扩大、主动稳零和输出缓冲等。
共模按捺电路
因应变电桥输出电压很弱，信号传输大多选用屏蔽电缆。在远距离丈量时，信号线与电缆屏蔽层之间存在不容忽视的分布电容，若将屏蔽层直接接地，则当两个输入端各自对地电容不等时，将使体系的共模按捺才能下降，影响后级丈量精度。图3选用一种活跃的数据保护措施，将屏蔽层恰当驱动后接于共模信号持平的电位点上，改进AC CMR，然后不发生走漏电流，进步了信噪比。
图3 改进共模按捺电路
图4 输出滤波，缓冲电路
输出滤波、驱动缓冲电路
AD8230扩大器驱动负载才能较小，仅可驱动10kW以上负载阻抗。若负载阻抗小于10kW，其输出端应再加一级精细驱动缓冲器。依据运用频段，在输出端加设一个低通滤波器以滤除高频重量，引荐选用UAF42AU。它集滤波、驱动为一体，经过改动引脚间衔接，可灵敏完成低通、高通、带通或带阻滤波。当驱动负载为2kW时，UAF42AU输出摆幅为±11.5V，可满意测验仪在各范畴的运用要求。输出缓冲电路如图4所示。
结语
AD8230可替代分立器材构成的外表扩大器，具有线性度好、温度稳定性高、体积小、可靠性高级特色，可用作低功耗医用外表扩大器、热电偶扩大器、电桥应变丈量扩大器及用于传感器接口、工业进程操控和低功耗数据收集体系中。由其构成的应变测验仪被广泛运用于物料计量称、传感器外表等，实践标明，该测验仪最大动态丈量差错 ≤1.53‰
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