基于電流傳輸器的檢測電路的研究

張文海

(西安思源學院，陜西 西安 710038)

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基于電流傳輸器的檢測電路的研究

張文海

(西安思源學院，陜西 西安 710038)

摘要：本文探討了一種基于電流模技術的小電阻變量測量電路，該電路由電流傳輸器和運算放大器構成。其設計方案降低了電橋電路的復雜性，輸出信號是傳統橋式電路的四倍，能適用于多個傳感器的檢測而不需增加額外電路。實現了利用電流模技術設計的電流傳輸器對傳統電阻橋電路的改進。設計的電路結構簡單、精度高、功耗低，在電子測量、儀器儀表等實際應用中具有推廣和使用價值。

關鍵詞：電流模；檢測；電流傳輸器；傳感器

1電阻橋檢測電路原理

用于小電阻變量測量的電阻橋是由被連接成四邊形的四個阻抗、跨接在其中一條對角線上的激勵源和跨接在另一個對角線上的電壓檢測器構成。它能感應一些參數的變化范圍，包括溫度、壓力、張力和位移。可由圖1所示的電壓型電阻橋實現。

圖1　電壓型電阻橋檢測電路

電阻橋工作的初始狀態即四個電阻相等時，被測非電量為零，電橋平衡，輸出電壓為零；當被測非電量變化而不為零時，引起阻抗參數值變化，使電橋不衡，即輸出電壓不為零。被測非電量越大，電橋輸出電壓也越大，這樣就把非電量變化轉換成電橋電壓的變化。分析圖1可知，電橋平衡時，R1=R2=R3=R4=R，若一個電阻變化，假設是R4，即R4=R+ΔR，則電橋產生一個非零電壓ΔV，經一個運算放大器放大后，則輸出為：

式中AV是運放的增益。由于在參數測量中ΔR<

2檢測電路研究

利用運算放大器和第二代電流傳輸器，設計一種涉及電壓和電流的混合型方法電阻橋檢測電路，如圖2所示：

圖2　單電阻檢測電路

電路中R1和R3代表了測量電阻，分別用于工作測量和溫度補償測量。電阻R2用來調整測量系統的輸出電壓的放大系數。基于電流傳輸器的特性為：Iy=0，Vx=Vy，Iz=Ix，當,Y端接地，X端電壓為0。又由于電壓運算放大器的高增益保證了反相輸入端電流近似為零，設其端電壓為VZ。則有：

對于高增益或A→∞，上式可以寫為：

3結論

基于電流傳輸器設計的混合型電阻橋檢測電路與傳統的電壓型電路相比，組成電橋的器件減少，只用了兩個電阻，是傳統橋式電路的一半，降低了電橋的復雜性；基本輸出電壓增大，是電壓型電阻橋的四倍；可適用于多個傳感器的檢測而不需附加電路；電路中沒有共模輸入信號，對電路器件的要求降低，同時提高了電路抗干擾的能力。由于電流傳輸器是一種高速、低功耗器件，因此降低了檢測電路的功耗。利用電流模技術設計的電流傳輸器實現了對傳統電阻橋電路的改進，所設計的電路結構簡單、精度高、功耗低，在實際應用中具有推廣和使用價值。

參考文獻：

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[2]楊歆漪，蕭蘊詩.基于等價CCⅡ結構的電壓型/電流型轉換方法[J].現代電子技術，2007，(11)：168-171.

[3]孫泳，來逢昌.電流模ADC發展概況與趨勢[J].電子技術應用，2008，(7)：6-9.

作者簡介：張文海(1993.06-)，男，漢族，浙江省寧波市人，本科學歷，西安思源學院電氣工程及其自動化專業。

中圖分類號：TP216

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)14-0027-01