基于电流传输器的检测电路的研究

张文海

(西安思源学院，陕西 西安 710038)



基于电流传输器的检测电路的研究

张文海

(西安思源学院，陕西 西安 710038)

摘要：本文探讨了一种基于电流模技术的小电阻变量测量电路，该电路由电流传输器和运算放大器构成。其设计方案降低了电桥电路的复杂性，输出信号是传统桥式电路的四倍，能适用于多个传感器的检测而不需增加额外电路。实现了利用电流模技术设计的电流传输器对传统电阻桥电路的改进。设计的电路结构简单、精度高、功耗低，在电子测量、仪器仪表等实际应用中具有推广和使用价值。

关键词：电流模；检测；电流传输器；传感器

1电阻桥检测电路原理

用于小电阻变量测量的电阻桥是由被连接成四边形的四个阻抗、跨接在其中一条对角线上的激励源和跨接在另一个对角线上的电压检测器构成。它能感应一些参数的变化范围，包括温度、压力、张力和位移。可由图1所示的电压型电阻桥实现。

图1　电压型电阻桥检测电路

电阻桥工作的初始状态即四个电阻相等时，被测非电量为零，电桥平衡，输出电压为零；当被测非电量变化而不为零时，引起阻抗参数值变化，使电桥不衡，即输出电压不为零。被测非电量越大，电桥输出电压也越大，这样就把非电量变化转换成电桥电压的变化。分析图1可知，电桥平衡时，R1=R2=R3=R4=R，若一个电阻变化，假设是R4，即R4=R+ΔR，则电桥产生一个非零电压ΔV，经一个运算放大器放大后，则输出为：

式中AV是运放的增益。由于在参数测量中ΔR<

2检测电路研究

利用运算放大器和第二代电流传输器，设计一种涉及电压和电流的混合型方法电阻桥检测电路，如图2所示：

图2　单电阻检测电路

电路中R1和R3代表了测量电阻，分别用于工作测量和温度补偿测量。电阻R2用来调整测量系统的输出电压的放大系数。基于电流传输器的特性为：Iy=0，Vx=Vy，Iz=Ix，当,Y端接地，X端电压为0。又由于电压运算放大器的高增益保证了反相输入端电流近似为零，设其端电压为VZ。则有：

对于高增益或A→∞，上式可以写为：

3结论

基于电流传输器设计的混合型电阻桥检测电路与传统的电压型电路相比，组成电桥的器件减少，只用了两个电阻，是传统桥式电路的一半，降低了电桥的复杂性；基本输出电压增大，是电压型电阻桥的四倍；可适用于多个传感器的检测而不需附加电路；电路中没有共模输入信号，对电路器件的要求降低，同时提高了电路抗干扰的能力。由于电流传输器是一种高速、低功耗器件，因此降低了检测电路的功耗。利用电流模技术设计的电流传输器实现了对传统电阻桥电路的改进，所设计的电路结构简单、精度高、功耗低，在实际应用中具有推广和使用价值。

参考文献：

[1]李琳.电流传输器及其应用[J].计量与测试技术.2004，(8)：29-30.

[2]杨歆漪，萧蕴诗.基于等价CCⅡ结构的电压型/电流型转换方法[J].现代电子技术，2007，(11)：168-171.

[3]孙泳，来逢昌.电流模ADC发展概况与趋势[J].电子技术应用，2008，(7)：6-9.

作者简介：张文海(1993.06-)，男，汉族，浙江省宁波市人，本科学历，西安思源学院电气工程及其自动化专业。

中图分类号：TP216

文献标志码：A

文章编号：1671-1602(2016)14-0027-01