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采用仪表放大器的0v压降分流器

作者: 来源: 发布时间:2018/2/11 16:12:47  点击数:295
无源分流器用于测量流经一个相对小阻值电阻的电流,一般对较大功率设备其满量程压降为60 mv,而对电子仪器为200 mv。与之类似,电流-电压转换器用于测量流经检测电阻的电流,它一般有更高的压降。但在某些情况下,输入端与地之间的压降必须尽可能低,0v为理想值(与被测电流无关)。假如你的应用需要这种特性,可以采用图1中的电流-电压转换器。此电路中,电阻r1用作一个经典的电流检测电阻,仪表放大器检测其上的被测电流,从而获得压降。该仪表放大器与r1不仅作为反相电流-电压转换器,而且也通过point b处的一个电阻网络建立了一个电压。这个电压幅度等于r1上的压降,极性与δvr1相反。最后的结果就是,输入端a上的电压值为理想的0v,无论流入输入端的电流幅度与极性如何。

设计采用了analog devices公司的ad8223仪表放大器,因为它有缺省为5的电压增益,这个值以高精度接近于理想值。在缺省增益时的典型增益误差为0.03%,对b级ic的最差情况误差为0.1%(参考文献1)。当增益为5且r1与r2有相同值时,可以得出,对输入a的0v压降,r3的值是r2的两倍(图2)。图1中r1、r2和r3的都应是高精度、低温度系数型电阻。在r1和r2阻值为20ω的实验电路中,存在着一个参照输入端0.8 ?a的零漂电流,而在1 ma输入电流时,输入端a的压降变化为0.27 mv。对负输入电流,输入端a上会出现类似负电压变化。电路的传输常数(或互阻)为:(δvout)/(δiin)=–5r。

因此,假如输入电流为1 ma,则在输出端出现-100 mv电压。由于ad8223输出的拉入电流能力大约是供出电流能力的2.5倍,因此对正电流,输入范围也为2.5倍。将电源从±5v增加到±12v,就可以进一步增加正、负电流范围;也可以使用12v和-5v。假如你的设计需要更高的输入电流,就在仪表放大器输出和电阻r3之间放一个精密电压缓冲器,它要有相应的高输出电流能力。

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