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- 2.2 灵敏度和增益
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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
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