(1+2R2R1)(Vi1-Vi2) (式10)Р下面就各电阻应取阻值大小进行分析:Р前面已经计算过,当承重为满量程200g时应变片变化ΔR取0.2Ω,此时测量电路输出电压Uo≈4.6mV,即差分放大电路的差模输入Vi1-Vi2=4.6mV,而要求的最终输出电压为200mV,故需将Uo放大40多倍。由式(10)知差分放大电路的放大倍数为R4R3(1+2R2R1),主要由R4R3及R2R1的值决定,但R1、R3太小会从集成运放中获取太大的电流,太大的R4、R2会增加电阻产生的噪声,故其放大倍数不宜太大,我们可先通过差分放大电路将电压信号放大至100mV左右,再通过后续的放大电路将其进一步放大以达到所要求值。实验中取R2=R3=10kΩ,R4=51kΩ,而将R1用一个2kΩ固定电阻和10kΩ滑动变阻器Rb串联代替,即放大倍数为5.1(1+20Rb+2),可以通过改变Rb阻值来进行调节。Р差分放大电路具有以下优点:Р1)高输入阻抗。被提取的信号是不稳定的高内阻源的微弱信号,为了减少信号源内阻的影响,必须提高放大器输入阻抗。Р2)高共模抑制比。电路对共模信号几乎没有放大作用,共模电压增益接近零。Р3)低噪声、低漂移。主要作用是对信号源的影响小,拾取信号的能力强,以及能够使输出稳定。Р4)电路的增益可以通过改变电阻R1阻值来调节。Р二级放大电路Р电压信号经过差分放大电路放大后并不能满足预期要求,故需要将其进行进一步放大,后续放大电路如图所示Р图10 二级放大电路РVin为输入信号即差分放大电路的输出,Vout为输出。РVin-VoR1=Vo-VoutR2 (式11)РVout= (式12)Р前面通过差分放大电路将电压信号放大至100mV左右,故需再将其放大约2倍,取R2=20kΩ,R1=10kΩ,可以通过调节Rb使输出为200mV。Р电子秤实验的整体电路见附图。Р三、需用器件与单元:
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