開封國儀流量儀表有限公司生產(chǎn)銷售：電磁流量計，渦街流量計，孔板流量計、噴嘴、錐及文丘里等各種差壓式流量計，靶式流量計，浮子流量計，渦輪流量計，流量與熱量積算儀，無線抄表系統(tǒng)，流量成套測量與控制系統(tǒng)等。產(chǎn)品質(zhì)量好價格優(yōu)，用戶遍及全國各地。
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????　　　儀器儀表在勘驗裝置中的運用解析運算放大器的閉環(huán)增益是由其反向輸入端和輸出端之間連接的外部電阻決定。而儀表放大器使用一個內(nèi)部反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，它與其信號輸入端隔離。對儀表放大器的兩個差分輸入端施加輸入信號，其增益既可由內(nèi)部預(yù)置，也可由用戶通過引腳連接一個內(nèi)部或者外部增益電阻器設(shè)置，該增益電阻器也與信號輸入端隔離。
????　　1是一種典型的電橋前置儀表放大器應(yīng)用。當(dāng)檢測信號時，當(dāng)恒流電橋失去平衡時，電橋兩端產(chǎn)生一個差分的電壓變化。該電橋的信號輸出就是這種差分電壓，將其直接連接到儀表放大器的輸入端。這種直流電壓通常在兩輸入端是相等的或是共模的。關(guān)于儀表放大器的主要作用，它通常抑制共模DC電壓或者對兩輸入端共模的任何其它電壓，同時放大差分信號電壓，即兩輸入端之間的電壓差。相反，如果在此應(yīng)用中采用一只標(biāo)準(zhǔn)的運算放大器（如），它僅僅能大兩放端的信號電壓和任何DC信號、噪聲或其它共模電壓。因此，該信號會淹沒在DC失調(diào)電壓和噪聲之中。由于這種原因，即使最好的運算放大器也不能有效地提取微弱信號，而儀表放大器具有非常高的輸入阻抗并且兩端輸入阻抗緊密匹配，使其適合測量低電壓和小電流，并且不降低輸入信號源的帶載能力。
????　　二、儀表放大器的工作原理
????　　共模抑制（CMR）是指抵消任何共模信號（兩輸入端電位相同）同時放大差模信號（兩輸入端的電位差）的特性，這是儀表放大器所提供的最重要功能。DC和交流（AC）CMR兩者都是儀表放大器的重要技術(shù)指標(biāo)。使用任何儀表放大器都能將由于DC共模電壓（即出現(xiàn)在兩輸入端的DC電壓）產(chǎn)生的任何誤差減小到80dB至120dB.
????　　共模增益（ACM）是指輸出電壓變化與共模輸入電壓變化之比，它與CMR有關(guān)。ACM是指兩個輸入端施加共模電壓時從輸入到輸出的凈增益（衰減）。例如，一個儀表放大器的共模增益為1/1000，其輸入端的10V共模電壓在其輸出端會呈現(xiàn)出10mV的變化。差模增益或常模增益（AD）是指兩個輸入端施加（或跨接）不同的電壓時輸入與輸出之間的電壓增益。共模抑制比（CMRR）是指AD與ACM之比。請注意在理想的儀表放大器中，CMRR將成比例隨增益增加。
????　　CMR通常是在給定頻率和規(guī)定不平衡源阻抗條件下（例如，60Hz頻率，1kΩ不平衡源阻抗）對滿度范圍共模電壓（CMV）的變化規(guī)定的。
????　　數(shù)學(xué)上，CMRR可用下式表達(dá)：CMRR=AD[VCM/VOUT]；其中：
????　　AD是放大器差模增益。
????　　VCM是呈現(xiàn)在放大器輸入端的共模電壓。
????　　VOUT是當(dāng)共模輸入信號施加到放大器時呈現(xiàn)的輸出電壓。
????　　CMR是CMRR的對數(shù)表達(dá)形式，即：CMR=20Log10CMRR如1的儀表放大器電橋電路能有效地抑制了出現(xiàn)在電橋兩個輸出端的DC共模電壓，同時放大了非常微弱的電橋信號電壓。另外，許多現(xiàn)代儀表放大器提供高達(dá)80dB的CMR，并允許使用低成本、非穩(wěn)壓的DC電源激勵電橋。雖然運算放大器也具有CMR，但是共模電壓與信號電壓一起被傳送到輸出端，利用三只運算放大器和一些0.1精度電阻器自己搭成的放大器，通常CMR只能達(dá)到48dBCMR，因此需要一種經(jīng)過穩(wěn)壓的DC電源來激勵電橋。
????　　實際上，信號通過運算放大器的閉環(huán)增益被放大而共模電壓僅得到單位增益。這種在增益方面的差異確實能按照信號電壓的百分比對共模電壓提供一些衰減。然而，共模電壓依然出現(xiàn)在輸出端并且它的存在降低了放大器的有效輸出范圍。由于許多原因，出現(xiàn)在運算放大器的輸出端的任何共模信號（DC或AC）都是非常有害的。
????　　三、實驗電路與結(jié)果
????　　3.1AD627實驗電路
????　　AD627是美國模擬器件公司開發(fā)的低功耗儀表放大器，適用于驅(qū)動20kΩ或更高的負(fù)載阻抗，但是可以提供高達(dá)20mA的電流以驅(qū)動具有低輸出電壓擺幅的更大負(fù)載。
????　　是用于放大標(biāo)準(zhǔn)阻性電橋信號的AD627的電路配置。該電路可以雙電源或單電源方式工作。一般地，可以用儀表放大器電源所使用的相同電壓來激勵電橋。將電橋的底端連接到儀表放大器的負(fù)電源（通常為0，－5V，－12V或－15V），最好設(shè)置成位于兩個電源電壓中點的一個輸入共模電壓。將REF引腳接到電壓為兩個電源之間的中值也是合適的，尤其是當(dāng)輸入信號為雙極性時。
????　　3.2測量誤差比較
????　　常規(guī)的熱敏電阻風(fēng)速傳感器（ThermistorWin-speedSensor，簡稱TWS，下同）電路普遍采用恒流源通過電橋后進(jìn)入運放電路，此測量模型的前提熱是電流恒定，而要保證恒流本身就存在誤差，而且熱敏電阻的動態(tài)特性和阻/溫曲線的微小差異，導(dǎo)致TWS的精確度偏低，分別用和電路來實際設(shè)計一個TWS，與人工動態(tài)校準(zhǔn)參數(shù)的TWS環(huán)境比對風(fēng)速/電壓測量數(shù)據(jù)，結(jié)果如。
????　　從風(fēng)速／電壓曲線看出，AD627電路輸出電壓與人工校準(zhǔn)輸出電壓曲線更容易重合，而且隨風(fēng)速增加，儀表放大器和標(biāo)準(zhǔn)值的誤差更小。表明AD627電路的輸出電壓精度比運放電路輸出電壓精度高，而且誤差隨風(fēng)速增加而變小。
????　　測量條件：環(huán)境溫度29±0.5℃，濕度65-67RH，恒流20mA，25℃熱敏電阻值2KΩ，風(fēng)速計：北京檢測儀器公司的ZRQF數(shù)顯式，電壓表：國家計量專用表（為了曲線顯示直觀，儀表放大器和運放的增益作了相應(yīng)比例的處理）。
????　　四、結(jié)論
????　　TWS雖然測量精度不高，但是結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低廉而得到廣泛應(yīng)用，其測量精度受到風(fēng)速、溫度、濕三種條件下風(fēng)速/輸出電壓曲線度、熱敏電阻的動態(tài)性、信號采集電路等因素影響[4]，使用儀表放大器取代運算放大器，減小TWS在采集電路部分的誤差，是有效的措施。