2.2 灵敏度和增益

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[音乐播放] 大家好,欢迎观看有关灵敏度和增益的 TI 高精度实验室视频。 在本视频中,我们将讨论灵敏度和 增益的定义及其与温度 检测的关系。 模拟温度传感器的增益或敏感性用于 度量相对于温度变化 dx 的 传感器输出变化 dy --温度变化通常是 1 摄氏度。 由于这两个术语可以互换使用,因此我们 将在视频的后面部分使用增益一词。 如果输出增益在整个温度范围内不发生变化, 那么它可用于通过公式 Vout 等于 mT 加 b 对温度传感器的输出 电压进行线性化,其中 m 是传感器的 增益,T 是当前测量的温度, b 是 0 摄氏度时传感器的电压。 通过求解 T,可以轻松地 将测量的 Vout转换为温度。 在将模拟温度传感器的 Vout 连接到 ADC 时,ADC 的电压 分辨率需要小于传感器的增益。 可以使用以下公式来计算 ADC 的电压分辨率,Vref 等于 ADC基准电压。 可以在 ADC 文档中找到该参数。 例如,如果 ADC基准电压为 2.5 伏,ADC 分辨率为 12 位,那么可以 得出电压分辨率为 0.6 毫伏/LSB。 现在我们了解了ADC 的电压分辨率, 那么我们可以通过查看温度 传感器的增益来确定系统将如何运行。 使用前面示例中的 ADC 电压分辨率 0.6 毫伏/LSB 和温度传感器 8 毫伏/摄氏度的增益,ADC 可以 解析每摄氏度变化时传感器的 每个递增阶跃, 如图所示。 在该系统中,ADC 可以使用温度传感器的 完整分辨率。 不需要任何修改。 在另一个系统示例中,ADC 具有 相同的基准电压 2.5 伏, 但分辨率仅为 8 位。 这会导致电压分辨率为 9.7 毫伏/LSB。 在该系统中,无法使用温度传感器的 完整分辨率,因为ADC 无法检测出 每摄氏度的递增输出电压变化, 如图所示。 这将导致系统在温度大小方面 具有不确定性,因为 ADC 电压 分辨率高于传感器增益。 现在,问题是,如何解决该问题? 一种更正较高ADC 电压分辨率的 方法是使用运算放大器。 利用模拟温度传感器,可以 通过使用放大器来增大传感器的增益, 以对低于所需增益或高于所需 ADC 电压分辨率的情况进行补偿。 该解决方案的最终结果应是 使传感器增益高于 测量其系统的电压 分辨率。 其他潜在解决方案 还包括使用其他具有更高分辨率的传感器, 或使用具有更高分辨率的 ADC。
课程介绍 共计13课时,1小时32分10秒

[高精度实验室] 传感器技术 : 温度传感器

传感器 温度传感器 高精度实验室 TIPL

在TI精密实验室-传感器系列中,我们的专家将向您介绍温度和磁性传感器,以帮助您缩短设计时间,并从概念验证快速过渡到产品化。

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