用数字电位器实现自动调零的一种方法
数字电位器
数字电位器1. 简介数字电位器，也称为数字可变电阻器，是一种电子元件，可通过输入数字信号来控制电阻值的大小。
它是传统电位器的数字化版本，通过数字输入控制器（比如：微处理器、FPGA等）来调节电阻的数值。
数字电位器广泛应用于模拟电路、数字电路和通信系统等领域。
数字电位器的基本原理是通过调节开关阵列的开关通断情况来改变电阻的数值。
开关阵列通常由多个独立的开关组成，通过一个二进制编码的数字信号来选择需要通断的开关，从而改变电位器的电阻值。
2. 结构和工作原理数字电位器通常由以下几个主要部分组成：2.1 电阻元件电阻元件是数字电位器的核心部分，它决定了电位器的电阻范围和分辨率。
常见的电阻元件包括电阻网络、可调电阻等。
2.2 开关阵列开关阵列是用来控制电阻值的关键部分，它通常由多个开关组成。
每个开关可以独立地控制一个电阻单元的通断情况。
开关阵列的结构和排列方式会影响数字电位器的性能和特性。
2.3 数字编码器数字编码器用于将输入的数字信号转换为对应的开关控制信号。
常见的数字编码方式有二进制编码、格雷码等。
数字电位器的工作原理如下： 1. 输入数字信号经过数字编码器产生对应的开关控制信号。
2. 开关控制信号驱动开关阵列中的开关进行通断操作。
3. 根据开关阵列的通断情况，电阻元件的电阻值发生相应的改变。
4. 输出电路读取电位器的电阻值并进行相应的处理。
3. 应用数字电位器在电子工程领域有着广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：3.1 模拟电路中的电压和电流调节数字电位器可以通过改变其电阻值来调节模拟电路中的电压和电流大小。
通过精确控制数字输入信号，可以实现对电路参数的精确调节。
3.2 数字电路中的电压参考数字电路中常需要精确的电压参考值，数字电位器可以用作电压参考源。
通过调节电位器的电阻值，可以实现对电路中的电压参考值的调节和校准。
3.3 通信系统中的增益和衰减控制数字电位器可以用于调节通信系统中的信号增益和衰减。
数字电位器的原理与应用
数字电位器的原理与应用1. 什么是数字电位器数字电位器（Digital Potentiometer）是一种可编程的电阻器，它可以模拟传统的机械电位器，但具有更高的精度和可编程功能。
数字电位器提供了一种数字控制方式来改变电阻值，使得电路调节更加灵活和精确。
2. 数字电位器的原理数字电位器的原理基于模拟信号转换为数字信号的思想。
简单来说，数字电位器由电压调节器、控制逻辑和电阻网络组成。
2.1 电压调节器电压调节器是数字电位器的关键组成部分，它可以将输入的电压信号转换为有效的控制信号。
电压调节器可以将输入电压分成多个离散的电平，并通过控制逻辑来选择输出。
这种方式可以实现电阻值的精确调节。
2.2 控制逻辑控制逻辑是数字电位器中的控制中心，它接收外部的数字控制信号，并将其转换为电阻值的变化。
控制逻辑通常由微控制器或FPGA实现，可以根据需要编程，实现各种功能和算法。
2.3 电阻网络电阻网络是数字电位器的核心组成部分，它由一系列离散的电阻单元组成。
电阻网络可以通过调整电阻单元的开关状态来改变总的电阻值。
通过控制逻辑的指令，电阻网络可以实现电阻值的调节。
3. 数字电位器的应用数字电位器由于其可编程性和精确性，在各种领域得到了广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：3.1 模拟信号调节数字电位器可以用于模拟电路中的信号调节，如音频放大器、滤波器等。
通过调整数字电位器的电阻值，可以实现对信号的增益、频率响应等参数的调节，从而实现音频信号的精确控制。
3.2 数字控制电路数字电位器可以用于数字控制电路中，如数字电源、自动控制系统等。
通过数字电位器的电阻值调节，可以精确控制电路的参数，实现高精度的数字控制。
3.3 数字电位器阻值校准数字电位器可用于阻值的校准和测试。
在一些测量系统中，数字电位器可以用来调节信号源的输出，以完成对测量设备的校准。
数字电位器的可编程性保证了校准过程的精确性和稳定性。
3.4 数据传输数字电位器也可用于数据传输中，如数字通信、存储器等。
电位器调零方法
电位器调零方法
《电位器调零秘籍，包教包会啦！》
嘿，朋友！今天咱来唠唠电位器调零这档子事儿，这可是个超有用的技能哦！
首先啊，咱得把电位器找到，就像找你丢了的宝贝钥匙一样，可别找错啦！找到后，好好看看它，熟悉熟悉它的模样。
接下来，就是关键步骤啦！就像给它来个特别的“按摩”。
想象一下，电位器就像是个有点小脾气的家伙，咱得好好哄哄它。
把电位器的调节旋钮轻轻转动，就像在给它挠痒痒，要温柔点哦，可别太粗暴，不然它会“生气”的。
然后呢，准备好你的测量工具，就像战士准备好自己的武器一样。
这时候，你就可以开始测量电位器的输出啦。
看着那些数值，就好像是在看它的心情指数一样。
要是数值不对头，别急，咱继续调整。
这就像是哄女朋友一样，要有耐心。
慢慢地转动旋钮，一点点地调整，直到那个数值乖乖地达到你想要的状态。
哎呀，我跟你说，我有一次调电位器的时候，那可真是状况百出啊！我一开始没找对电位器，还在那傻乎乎地调半天，结果发现根本不是我要调的那个，你说搞笑不搞笑！还有一次，我太着急了，用力过猛，差点把旋钮给掰下来了，把我给吓得呀！
不过别怕，只要按照我说的来，肯定能调好。
在调的过程中，要时刻注意那个数值的变化，就像盯着股票走势一样紧张又刺激。
调零完成后，别忘了再检查检查，就像考试完了再检查一遍试卷一样。
确定没问题了，那就大功告成啦！
你看，电位器调零其实并不难吧，只要你有耐心，有细心，就肯定能搞定。
就像那句话说的，世上无难事，只怕有心人嘛！
朋友，赶紧去试试吧，等你调成功了，记得来和我分享分享你的喜悦哦！哈哈！。
ad5254数字电位器工作原理
ad5254数字电位器工作原理小伙伴们！今天咱们来唠唠AD5254这个数字电位器呀。
这玩意儿可有点意思呢。
AD5254是一种数字控制的电位器，就像是一个超级智能的可变电阻。
咱们先从它的基本结构说起哈。
它就像一个小盒子，里面藏着好多电路元件的小秘密。
这个数字电位器呢，有好几个重要的部分。
它有一些引脚，就像小触角一样，和外部的电路连接起来。
这些引脚可是起着非常关键的作用的，就像桥梁一样，把AD5254和其他电路小伙伴连接起来，让它们可以互相沟通、传递信号。
那它到底是怎么实现像传统电位器那样改变电阻值的功能的呢？这就很有趣啦。
传统的电位器呢，是通过一个滑动的触头在电阻体上滑动来改变电阻值的。
而AD5254这个数字电位器呢，它是靠数字信号来控制的。
想象一下，就像是有一个小魔法师在里面，根据你给它的数字指令，来调整它的等效电阻值。
这个数字指令就像是魔法咒语一样。
AD5254内部有一些特殊的电路结构，这些结构可以把接收到的数字信号转化成对应的电阻值变化。
比如说，你给它一个特定的数字代码，它就会让内部的一些开关或者电路连接方式发生改变。
这就好比是在一个复杂的迷宫里，根据你给的提示，改变里面的通道一样。
它可能是通过控制内部的晶体管或者其他电子元件的导通和截止状态，来实现对等效电阻的调整。
它的工作还和它的存储功能有关系呢。
这个数字电位器可以记住你给它的设置。
就像一个小宠物一样，你教它一个小技能，它就会一直记着。
这是因为它内部有存储单元，这个存储单元就像是它的小脑袋，把你之前设定好的电阻值对应的数字信号保存起来。
这样下次它工作的时候，就可以直接按照这个记忆来调整自己的电阻值啦。
而且呀，AD5254在很多电路里都能发挥大作用。
在音频电路里，它可以用来调整音量大小。
你想啊，当你在听音乐的时候，通过给AD5254发送不同的数字信号，就可以轻松地改变声音的大小，就像你有一个魔法遥控器一样。
在一些传感器电路里，它也能派上用场。
电容式加速度计的电路设计_改1234
毕业设计电容式加速度计的电路设计系别：专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：职称：年月日电容式加速度计的电路设计摘要20世纪80年代，随着微电子技术、半导体集成电路工艺的日益完善，人们开始把IC 制造技术引用于精密机械制造，出现了微机械、微型传感器、微型执行器等微机械制造技术。
微机械电容式加速度计是人们广为关注、竞相开发的一种微型加速度计。
其中，加速度计的类型有压阻式、压电式和电容式等多种。
其中，电容式加速度计具有测量精度高、温度效应等优点。
随着MEMS(Micro Electro Mechanical Sys-tem)技术的发展，采用静电力驱动、电容变化检测位移的电容式MEMS加速度计因具有结构简单、动态响应快、分辨率高、温漂低等优点，应用越来越广泛。
采用闭环差动结构的电容式加速度计可进一步提高灵敏度，减小非线性误差是目前实现高性能加速度计的一个有效途径。
电容式加速度计为一种重要的惯性器件，在汽车、消费电子、惯性制导等方面有广泛的应用前景。
性能指标的提高一直是微机械加速度计领域的重要研究方向。
其中，检测电路的性能对加速度计整体性能也起着日益重要的决定作用。
本文主要针对电容式加速度计的噪声以及闭环检测电路和自动校零技术等作为主要的分析方向，这对于电容式加速度计的工程化和未来的发展方向具有一定的参考意义。
论文的研究方向：（1）机械加速度计的分类。
有压电式、压阻式、电容式等。
（2）电容式加速度的噪声分析。
（3）电容式加速度计的闭环检测电路分析。
（4）电容式加速度计的自动校零技术分析。
关键词：电容式加速度计；分辨率；惯性器件；噪声；自动校零CAPACITIVE ACCELEROMETER CIRCUIT DESIGNABSTRACTNineteen eighties，with microelectronic technology，semiconductor integrated circuit technology is increasingly perfect，people began to use IC manufacturing technology used in precision machinery manufacturing，appeared a micromechanical，miniature sensors，micro actuators and other micro machinery manufacturing technology. Micro mechanical capacitive accelerometer is widely concerned，competing in the development of a kind of micro accelerometer. Among them，the accelerometer of the type having piezoresistive，piezoelectric transformer and capacitor etc.. Wherein，capacitive accelerometer has high measurement precision，temperature effect and other advantages. With the MEMS ( Micro Electro Mechanical Sys-tem ) technology development，using the static electric power driving，capacitance change detection displacement capacitive accelerometer MEMS because of its simple structure，quick dynamic response，high resolution，low temperature drift，is applied more and more extensively. Using a closed-loop differential capacitive accelerometer can further improve the sensitivity，reduced nonlinear error is present to realize highperformance accelerometer in an effective way. Capacitive accelerometer is a kind of important inertial device，in the automotive，consumer electronics，inertial guidance has extensive application prospects. Performance improvement of MEMS accelerometer has been is an important research direction in the field. Among them，detecting circuit for accelerometer performance overall performance also plays an increasingly important role in the decision.Research direction:(1) the classification of mechanical accelerometer. A piezoelectric type，pressure resistance type，capacitance type.(2) a capacitive acceleration noise analysis.(3) capacitive accelerometer s detection circuit analysis.(4) capacitive accelerometer auto zero calibration technology analysis.Key words: capacitive accelerometer; resolution; inertial device; noise; automatic zero adjustment目录1 绪论 (1)1.1机械加速度计的基本原理 (1)1.1.1加速度计的性能指标 (2)1.2加速度计的分类 (3)1.2.1电容式加速度计 (3)1.2.2压电式加速度计 (4)1.2.3压阻式加速度计 (4)1.2.4隧道式加速度计 (5)1.3应用 (5)2 电容式加速度计的噪声分析 (6)2.1.1基本组成 (6)2.1.2工作原理 (7)2.2电容式微加速度计噪声建模 (7)2.2.1机械热噪声 (7)2.2.2电路噪声 (8)2.2.3噪声计算 (10)2.2.4实验结果分析 (10)2.3结论 (12)3 电容式加速度计的闭环检测电路分析 (12)3.1三明治结构加速度计检测原理 (12)3.2双端反馈闭环检测电路设计 (13)3.2.1高对称激励信号源 (14)3.2.2同步相敏解调的带通作用 (17)3.2.3双端反馈静电力平衡回路 (17)3.2.4实验结果与讨论 (18)3.3结论 (19)4 电容式加速度计的自动校零技术分析 (20)4.1加速度计结构和静电力调零原理 (20)4.2自动调零电路的设计 (21)4.2.1数字电位器MAX4502的工作原理 (21)4.2.2自动校零接口电路及其实现 (22)4.2.3实验结果 (23)4.3结论 (24)5总结与展望 (24)参考文献 (25)致谢 (26)闽南理工学院毕业设计第1章 绪论1.1 机械加速度计的基本原理加速度计的测量原理基于牛顿第二定律:物体受到的合力等于其质量与加速度的乘积。
数字可调电位器在自动化测试中的应用研究
ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｉ ｆ ｎ ｅ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ． Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｉ ｓ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ， ｔ ｈ ｅ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ
Ｑ Ｉ Ｓ ｈ ｉ － ｊ ｕ ， ＷＡＮ Ｇ Ｓ ｈ ｕ — ｈ ｕ
（ Ｔ ｈ ｅ Ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ Ａ ｒ ｔ ｉ ｌ ｌ ｅ ｒ ｙ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘ ｉ ’ 吼 ７ １ ０ ０ ２ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第２ ２卷 第 ６期
Ｖｏ １ ． ２ ２ Ｎｏ ． ６
电子设计 工程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ４年 ３月
Ｍａ ｒ ．２ ０ｌ ４
数字可调 电位器在 自 动化测试 中的应用研 究
齐世举 ．王 书湖
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｏ ｆ ｌ ｏ ｗ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｓ ｃ ｅ ｐ ｔ ｉ ｂ ｌ ｅ ｔ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ， ｔ ｈ ｅ
一种采用DAC0832实现程控调零与放大的方法
三 程控调零与程控放大软件
软件是实现程控调零与程控放大的重要内容 。程 控放大的软件比较简单 ,只需向相应的 DAC0832 的口 地址写入数据即可 。图 4 是程控调零程序的流程图 。 图中首先设置程控放大器的放大倍数为 1 ,其目的是 为了防止送到 8098 的信号溢出 ,而不能测量系统中的 真实偏移量 。8098 的 A/ D 位数是 10 ,当输入信号为 2. 5V 时 ,A/ D 结果为 512 ,因此 ,当调零结果为 512 ,就 表明系统已经调零 。由于调零电路的调零精度受稳压 管的电压和 D/ A 转换的位数决定 ,所以 ,实际上一般 不能完全调整到零 ,而是接近于零 ,也就是 A/ D 结果 接近于 512 。当调零结果满意后 ,再设置程控放大器 的放大倍数 ,就是能实现对信号的正确测量 。微调零
图 4 程控调零软件框图
四 结论
采用 DAC0832 实现程控调零和放大具有使用方 便 、可靠的特点 ,特别是程控放大电路 ,没有大量的外 部电阻 ,而且程控的级数也较多 。该系统已经成功地 应用于汽车安全气囊的车载数据采集系统中 ,实现了 采集系统中不允许有任何手动调节元器件的要求 。
(收稿日期 : 97 ,6 ,9)
放大器的调整一般是为了改变测量信号的量程通过手动量程的选取能够实现对不同动态范围承担信号进行测量但是当信号的变化范围较大而且又希望测量信号中小信号部分时采用较小的量程就导致大信号溢出采用较大的量程就会导致小信号分辨率低不能同时测量小信号和大信号
康泰电子公司 (010) 62329880/ 1
《微计算机信息》1997 年第 13 卷第 5 期
图 1 程控调零电路 差值放大器将来自 D/ A 转换的信号和需要调零 的信号相减 ,实现调零的目的 。程控调零电路的满量 程非 线 性 误 差 和 调 零 时 间 都 由 DAC0832 所 决 定 , DAC0832 的电流建立时间是 1μs ,满量程非线性误差 是 0. 05 %。 图 2 是采用 DAC0832 实现程控放大的电路原理 。 该电 路 利 用 DAC0832 内 部 的 电 阻 网 络 和 放 大 器 L F356 实现了程控放大的目的 ,放大倍数可以从 1 到 128 逐步调整 。设 DAC0832 锁存的数据为 D ,则放大 倍数为 :255/ D ,D 的变化范围是 2 到 255 。
数字电位器使用方法
数字电位器使用方法数字电位器是一种常用的传感器，它采用了数字技术，能够检测出变化中的物体的电位变化，给出一个准确的数字值，常用于控制系统中。
这类电位器有很多种类型，主要有单通道数字电位器、分压数字电位器和带ADC的电位器。
二、工作原理数字电位器的工作原理是通过一个可调的电位器来检测变化中的电位变化，然后通过一个外部读数装置将变化的电位数字值进行采集，然后再将读数数字值通过一定的转换规则转换成一个准确的数字值。
三、通用参数数字电位器的技术参数是控制系统必不可少的要求，它的主要技术参数有量程、精度、分辨率、温度系数、工作电压和使用温度等。
前面提到的量程是指这类电位器的可检测的最小到最大的电位变化范围；精度是指在检测的数字值和实际的数值之间的差异；分辨率是指每次检测出的电位变化值的最小变化量；温度系数是指电位器在不同工作温度下对电位变化值的影响程度；工作电压是指使用数字电位器时电位器工作所需要的电源电压；使用温度是指电位器在工作时允许的最高温度。
四、安装方法数字电位器的安装主要包括安装环境的控制、接线、测量安装调试等，首先，在安装数字电位器之前，需要提前对环境进行控制，以确保检测准确度；其次，安装数字电位器时，要确保电位器的防水、防尘、防湿等的接线；然后用有源对地电源，对有源接点N、中间接点E和对地接点E进行接线，然后再把电源电压接入变压器；最后，进行测量安装调试，确保电位器检测的精度。
五、应用数字电位器主要用于控制系统中，它可以检测出变化中的物体的电位变化，给出一个准确的数字值，可以帮助控制系统更准确的检测变化，并为控制系统提供必要的数字值。
数字电位器的应用非常广泛，可以应用在机床控制、发动机燃油控制、空调系统控制等系统中。
六、功能特性数字电位器具有一些优秀的功能特性，主要有：（1）可以检测出精度高达0.01°，提供准确的数字值。
（2）电位器外壳采用金属材质，具有良好的防水防尘和抗腐蚀性能。
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基金项目:安徽省教育厅一般基金资助项目(2003jk093)收稿日期:2003-06-18 收修改稿日期:2003-10-28用数字电位器实现自动调零的一种方法柏方艳,欧阳名三(安徽理工大学,安徽淮南 232001) 摘要:为克服机械电位器调零的局限性,从介绍数字电位器的原理出发,详细地给出了采用数字电位器来实现自动调零的具体电路,并从原理上分析了电路的工作过程,说明该电路能完成自动调零工作。
关键词:数字电位器;自动调零;时序中图分类号:TH7 文献标识码:A 文章编号:1002-1841(2004)03-0036-01K ind of T echnique of Autom atic Z ero Adjust U sing Digital PotentiometerBAI F ang 2yan ,OU YANG Ming 2san(Anhui University of Science and T echnology ,Huainan 232001,China )Abstract :In order to overcome s ome shortages of mechanical potentiometer ,the principle of Digital P otentiometer is first intro 2duced.And the material circuits which are used to realize zero adjust automatically are detailed.The processes of realization of these cir 2cuits are analyzed detailedly in principle.I t shows these circuits can realize zero adjust automatically.K ey Words :Digital P otentiometer ;Automatic Z ero Adjust ;T ime 2sequence1 引言在许多测试仪器仪表应用中,由于其所用传感器可能会受到环境温度、湿度,地理位置的影响,因此很多需要在现场测试前进行调零操作。
而传统的调零方法大多是采用机械电位器进行,这种方法调节起来麻烦、费时。
而数字电位器可以轻松准确地实现调零,为仪器的使用带来方便。
2 数字电位器原理[1]数字电位器是利用微电子技术制成的集成电路,一般用电阻阵列和多路模拟开关组合实现电阻的改变,因而克服了机械电位器的缺点。
其内部结构参见文献[1]。
其控制时序如图1所示,VW 为调节端(中心抽头)。
它允许通过程序或电路控制,按照其时序调节其输出电阻值,并能实现断电保存。
不同的型号电位器的输出抽头数不同,即节一次电位器输出的电阻变化率不同,普遍用的有100和256个抽头两种,也就是说每次调节可以使电位器输出阻值变化其总值的1/99或1/255。
其工作模式如表1。
图1 X9M M 控制信号时序图表1 电位器工作模式CSINCU/D工作模式低电平下降沿高电平向上调节低电平下降沿低电平向下调节上升沿高电平任意电平存贮滑动端位置3 调零控制实现在电路设计中,将调零点的输出信号取出,作为判断调零是否为0的依据。
图2中假设调零点为一传感器电桥,而调零电位器置于桥臂输出两端中心点接地。
图2 自动调零电路3.1 电位器增/减控制从图中接线可知,输出电压U 0为正时,电位器必须调小;U 0为负时,则必须调大。
采用一个运算放大器作为电压比较器,其输出电平用来直接控制电位器的增/减端。
考虑到运算放大器的输出还要应用到后面的控制,为保证可靠的边缘,同时整个电路中还有多余的非门,因而采用U1-5作为整形电路,这样运算放大器就采用了如图2的接法,来实现在U 0为正时加在电位器U3的U/D 端的电平为低电平,而U 0为负时,加在U/D 端为高电平的控制要求。
3.2 启动调零控制3.2.1 初始状态电路一开始加电,由于电容C 3上电压为0,从而使与门U2-1与U2-2组成的闭锁电路的c 、d 两点输出低电平。
d 点的低电平通过U1-4的反向使调零电位器U3的CS 端置高电平,从而使U3不进行调节;同时由于c 点的低电平使e 点箝位在低电平,经过非门U1-3在U3的I NC 端得到无效的高电平,也使U3不调节。
这种状态一直维持到调零按钮AN 的操作。
3.2.2 启动控制及调零一旦要进行调零,只需按动按钮AN ,它使U2-2的输入为高电平,只要运放A1的输出电平不翻转U2-1的两个输入都为高电平,闭锁电路就维持在c 、d 点输出高电平。
d 点的高电平使U3的CS 端得到有效的低电平,而c 点的高电平使由D3、D4和U1-3组成的与非门的输出仅由来自(下转第42页) 2004年仪表技术与传感器2004 第3期Instrument T echnique and Sens or N o 13 图3 元件的响应恢复特性图4 工作电流在70m A时元件的选择性 由图4可以看出:在70mA 的加热电流下,对于浓度为1000×10-6的各种气体,元件对C O 有良好的选择性。
对于干扰性较强的H 2,元件的分离度为S C O /S H 2=4,同时对酒精和甲烷的灵敏度更低,此元件的抗干扰能力较强。
1料与2料的质量比为5∶4的材料制成的元件具有良好的特性,此材料成分即为在SnO 2中掺入RuO 2(013wt %)、Sb 2O 3(2wt %)、CeO 2(2wt %)、S iO 2(2wt %)和PdCl 2(2wt %)。
由于SnO 2材料自身的特性,使得SnO 2元件受环境的湿度和温度的影响很大,长期稳定性较差。
实验表明:通过掺杂的办法可以减弱外界条件对元件性能的不良影响。
S iO 2的加入能够阻止水分子在元件表面的吸附,减少表面羟基的密度,减弱环境湿度变化对元件性能的影响;而且Sb 2O 3作为稳定剂减弱了元件的温度系数,增强了稳定性。
所以按适当的比例进行掺杂可以得到具有良好性能的SnO 2基C O 元件。
4 结论1料与2料的质量比为5∶4制成的元件具有良好的性能:最佳工作电流为70mA ;具有良好的响应恢复特性,不必用高低温交替的工作方式进行工作;对C O 有良好的选择性;元件具有较好的长期稳定性。
参考文献[1] 吴家琨,董慧燕,孙良彦.氧化物材料的掺杂对SnO 2材料气敏特性的影响.吉林大学自然科学学报,1994,7:311-314.[2] S ARA LA D G,M ANORAM A S ,RAO V J.High sensivtivity and selectivityof an SnO 2sens or to H 2S at around 100℃.Sens ors and Actuators ,1995,28:31-37.[3] S ARA LA D G,M ANORAM A S ,RAO V J.SnO 2:Bi2O3based C o sen 2s or :Laser 2Raman ,tem perature programmed des orption and X 2Ray photo 2electron spectroscopic studies.Sens ors and Actuators ,1999,56:98-105.[4] 牛新书,徐荭,王新军.γ2Fe 2O 3超微粉的制备及气敏掺杂效应.功能材料与器件学报,2001,7(1):107-111.(上接第36页)D4的时针脉冲C Lk 决定。
这时,来自运放的输出就能按照时钟C LK 的频率控制着数字电位器U3的增减。
U 0大于0,则在U3的U/D 端得到低电平,电位器的VW 端对V L 端的电阻降低;否则得到高电平,电位器的VW 端对V L 端的电阻增加。
只要U 0值不过零,电位器会向同一方向变化,直到U 0为零或极性发生变化,则停止调节,从而实现调零输出。
3.3 停止调节/保存电位器位置控制3.3.1 停止控制无论运放的输出为低还是高电平,它都用来控制所需电平,无法利用其实现停止控制。
考虑到运放在开始调零前就得到了U 0的大小,这样就给出了电位器调节方向。
一旦调零开始,则按照这个方向调节电位器,直到U 0为0(原来U 0>0)或极性发生变化(原来U 0<0),如果此时不停止,则电位器会按原来相反的方向调节,很快U 0的输出又会改变方向,这样就会在0点附近产生调节振荡。
可以看出,第一次U 0的翻转实际上就已经完成调零。
这样就可以利用第一次的运放A1的输出翻转作为停止信号。
这里采用对输出进行微分的方法,由C 1和R 1组成的微分电路完成对A1的正跳变采集,而由U1-1、C 2和R 2组成的电路完成对A1的负跳变的采集,其实现波形图3所示。
它们的输出经由D1、D2和U1-2组成的或非门送至闭锁电路U221的输入端。
这样只要A1电平发生翻转,U1-2就会输出一个低电平脉冲使闭锁电路发生翻转。
从而在U3的CS 端和I NC 端加上高电平,使电位器停止节。
这里要求微分环节的时间要保证闭锁电路的可靠翻转。
3.3.2 位置保存按表1给出的控制关系及图1中的时序要求,须在U3的I NC 为高电平时,CS 的上升沿才能将VW 端的位置(内部计数器计数值)保存。
而在时序上I NC 至少比CS 早1μs 出现上升沿。
为满足这个关系,在闭锁电路中增加一积分环节,使停止脉冲(负电平)到来时,CS 端的高电平要比I NC 端高电平要迟一点,这个延迟时间就是C 3上的高电平经R 4放电的时间。
只要这个时间大于1μs 则可满足时序要求,使电位器能实现位置保存。
同时由于延时环节的存在,就要求停止脉冲的脉宽(微分时间)大于延时时间,否则不能保证电位器可靠的停止。
图3 跳变采集的波形图图4 NE555组成的时钟电路4 时钟信号CL K 的产生根据时序要求,I NC 的周期只要正脉宽大于3μs 和负脉宽大于1μs 即可。
但由于电位器的输出端的阻值变化远慢于输入的改变(迟200～500μs ),因此如要在运放A1输入端保证每次改变电位器都得到改变的电压值,则I NC 的变化频率必须小于2kH z (1/500μs )。
这个时针信号可以采用一片集成定时器NE555来实现[2],电路如图4所示。
按照下式选择好电容及电阻,使其振荡频率为500H z ～2kH z.f ≈1143/[(R 1+2R 2)C]5 结束语由数字电位器组成的自动调零电路,只要注意产生停止脉冲的微分环节和闭锁电路中的积分环节的参数选择,调试并不复杂,都能准确地完成自动调零功能。