5.2 仪表放大器及转换器的选择（同步练习）-高一《传感器及应用》同步精品课堂（高教版—第2版）

任务5.2 仪表放大器及转换器的选择 同步练习 一、填空题：（请将正确答案填写在横线上） 1、 现阶段所生产的 A/D 转换器具有模块化、与计算机总线兼容等特点，使用者不必去深入 了解它的结构原理，只需掌握 并正确选择。 2、A/D 转换器是集成在一块芯片上，并能完成 转换的单元电路。 3、比较 型转换器的转换时间为 以下，而积分型转换器的转换时间较慢，通常需要500 ms 以下。 4、非线性畸变是指实际曲线与 拟合直线之间的 之比，它反映输出的实际值可能偏离理想直线的最大范围。 5、 增益标准误差是指各 与平均增益之差的均方根值。 二、简答题： 1、简述仪表放大器及选择。 2简述仪表放大器。 3、简述仪表放大器的选择。 4、简述A/D 转换器的性能指标。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 任务5.2 仪表放大器及转换器的选择 同步练习答案及解析 一、填空题：（请将正确答案填写在横线上） 1、 现阶段所生产的 A/D 转换器具有模块化、与计算机总线兼容等特点，使用者不必去深入 了解它的结构原理，只需掌握 并正确选择。 【答案】 A/D 转换器的外特性 2、A/D 转换器是集成在一块芯片上，并能完成 转换的单元电路。 【答案】模拟信号向数字信号 3、比较 型转换器的转换时间为 以下，而积分型转换器的转换时间较慢，通常需要500 ms 以下。 【答案】100 μs 4、非线性畸变是指实际曲线与 拟合直线之间的 之比，它反映输出的实际值可能偏离理想直线的最大范围。 【答案】最大偏差与输出满幅度 5、 增益标准误差是指各 与平均增益之差的均方根值。 【答案】测试点增益 二、简答题： 1、简述仪表放大器及选择。 【答案】由传感器送来的测量信号往往很微弱，因而对放大器的精度要求很高，要求它能鉴别被测 量的微小变化，进行缓冲、隔离、放大和电平转换等处理，这些功能大多可用运算放大器来实 现。然而传感器的工作环境往往是较复杂和恶劣的，在传感器的两条输出线上经常产生较大的 干扰信号(噪声),有时是完全相同的干扰，称为共模干扰。因此，引入另一种形式的放大器，即仪表放大器，它的抗共模干扰信号的能力优于运算放大器，广泛用于传感器信号放大， 特别是微弱信号及具有较大共模干扰的场合。 2简述仪表放大器。 【答案】仪表放大器又称数据放大器。 一般是由三只高精度运放及精密电阻一起组装而成。其中两 只高精度运放参数对称，构成电路对称的差动输入级。整个组件输入阻抗高，共模抑制比高 噪声低，稳定性好。它主要用于微小信号的精确测量。在工业自动控制、多点数据采集系统、 航空及生态研究中，广泛用于传感器信号放大、高阻电桥、光电管、生物电放大及高阻比较器 等各种场合。 3、简述仪表放大器的选择。 【答案】(1)低噪声 采用低噪声放大器件并采取有效地减小噪声措施，以免测量信号被淹没在 噪声中。 (2)高稳定性、低漂移 减小温度漂移、防止自激振荡等。 (3)高抗干扰性能 放大器的前级最易受干扰，要尽量减少导线影响，采用调制的方法 和妥善的屏蔽措施等。 (4)高输入阻抗 由于传感器输出信号很微弱，要求放大器的接入尽可能对传感器影响 小。特别是当传感器输出阻抗很高时，更要求放大器有高输入阻抗。 (5)高共模抑制比 一方面由于许多被测量本身(如锥度)是差模信号，另一方面由于 许多干扰为共模干扰，因此高共模抑制比有利于提高抗干扰性能。 (6)高线性度 在较大量程内有良好的线性。 (7)适宜的频率特性 为使放大后的信号不失真，要求它有宽频带。为抑制某些干扰， 又要求它有合适的频带。 4、简述A/D 转换器的性能指标。 【答案】(1)分辨率 A/D 转换器的分辨率D 是指输出数字量对输入模拟量变化的分辨能力，利 用它可以决定使输出数码增加(或减少)一位所需要的输入信号最小变化量。 (2)转换时间 设 A/D 转换器已处于准备就绪状态，从A/D 转换的启动信号 (Start) 加 入时起，到获得数字输出信号(与输入信号对应之值)为止，所需时间称为A/D 的转换时间。 (3)转换频率 转换频率与转换时间成反比，但对于A/D 转换器的最大可能的转换频率， 除了考虑转换时间外，还必须包括置零信号 (Reset), 把转换器全部恢复到零的时间，上述两 项时间之和的倒数才为转换器的最高工作频率