在电阻传感器中应用的电阻-电压转换电路

在电阻传感器中应用的电阻-电压转换电路

电路的功能

把电阻值转换成电压的电路，实际上是一种电阻计，它可直接指示电阻值。电阻的测量方法是：让恒定的电流流过未知阻值的电阻R，然后测量其两端的电压，求出R的阻值。实现这种方法可有多种电路形式。本电路没有使用恒流电路，而是在OP放大器的反馈电路中接未知阻值的电阻，利用等效的恒流驱动。所以本电路也可作为需要恒流驱动的传感器的外围电路使用，获得与阻值成正比的电压输出。

电路工作原理

OP放大器A2作为反相放大电路使用，R2接在反馈环路中，如果偏压V或输入偏流IB等误差源可以忽略，那末，A1的输出电压
公式求出。选用基准电阻R，得到一个固定的基准电压，这时输出电压EO则代表被测阻值被直接读出。

R在全量程200欧~20兆欧范围内以10倍为单位分档，并转换成0~2V的电压输出。如要测量小于200欧的电阻，应加大工作电流，可把OP放大器的电流增强换成允许集电极功耗更大的晶体管。测量大电阻2M、20M时R取计算值的1/10，基准电压降到-0.2V。

基准电压生成电路：用反相放大器A1把约8.3V的电压衰减到-2.0V。输出电流在最小电阻档是10MA，为了减轻OP放大器的负担，用TT1来增强电流。

元件的选择

决定测量精度的主要因素有基准电压稳定度、基准电阻的绝对精度以及在高阻档OP放大器的输出偏流IB、偏压漂移V/△T等，因此必须选用低漂移的FET型OP放大器，因为基准电阻、分压电阻R13、R14的稳定度和精度要求较高，所以最好选用阻值误差为正负0.25%、温度系数为正负25PPM/度左右的电阻。齐纳二极管1S2192其置偏电流必须在10MA左右才具备稳定性，但也可换成2.5V的禁带间隙基准，这时A1的放大倍数应为2/2.5=0.8倍。

二极管D2、D3应为低泄漏型，否则在高阻档不稳定，也可把1SS104换成J-FET二极管。

调整

加电数分钟后，调整VR1，使-EE=-2.000V，并测量经分压后的电压。如偏离-2.000V，可在R13或R14上并联大电阻，对电压进行调整。OP放大器A2的失调调整：量程开关置于“6”这档，R14两端短路，R上接10~20M的电阻，调整VR2，使输出电压近似等于零。另外，也可以令RS=∞（开路），调整VR2。