课程名称:电路与电子技术实验Ⅱ指导老师:成绩:__________________
实验名称:仪用放大器的应用电路设计类型:___________________同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)
三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)
七、讨论、心得
一、实验目的和要求
1.学习并了解仪用放大器与运算放大器的性能区别。
2.掌握仪用放大器的电路结构及设计方法。
3.掌握仪用放大器的测试方法。
4.学习仪用放大器在电子设计中的应用。
二、实验内容和原理
1. 仪用放大器
仪用放大器是一种精密差动电压放大电路。
在实际的生产生活中,实际的信号获取单元经常需要面对强噪声背景下的微弱信号,这些强噪声将以共模的形式进入测量单元。
虽然运放具有共模抑制比,但信号电压和共模电压一起被传送到输出端,将降低放大器的有效输出范围。
2.基本差动放大器与带输入缓冲的差动放大器
基本差动放大器:带输入缓冲的差动放大器:
3.标准的三运放构成的仪用放大器
造成差动放大器误差的两个主要因素为:运算放大器的参数和电阻器匹配的精确度。
若在输入运算放大器周围增加匹配电阻,把增益设臵放在前端实现,就构成了仪用放大器。
仪用放大器的传输函数为:
运放A1、A2 为同相差分输入方式。
同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗,减小电路对微弱输入信号的衰减;差分输入可以使电路只对差模信号放大,而对共模输入信号只起跟随作用,来提高共模抑制比。
4.单片仪用放大器
5.双孔梁应变式传感器
力传感器单元是这个实验的传感器,为信号输入部分。
它内部含有由4个全桥电路。
7.单个通用放大器设计电子秤电路
三、主要实验仪器
综合实验箱、DG01万用表
四、操作方法和实验步骤
1.单片仪用放大器构成的电子秤电路
①检查实验箱、万用表,检查放大电路的完整性。
②按电路图连接电路,分别将集成仪表放大器、力传感器、增益调节电路、万用表一起构成电子秤,万用表选择2V量程。
③当力传感器上没有放置任何物体时,调节调零旋钮,使得万用表的读数为0V。
④在力传感器上放置一定重量的物体,调节RW3,使万用表的测量值×100为该物体的质量。
此时电子秤的连接和调节已经完成。
⑤在电子秤的量程0~200g内,合适分布测量值,得到不同物体质量的测量值与准确值并记录。
⑥质量从小到大依次放置测量物体并记录重量,再从大到小依次放置并记录重量。
①检查实验箱、万用表,检查放大电路的完整性。
②按电路图连接电路,分别将单个通用放大器、力传感器、增益调节电路、万用表一起构成电子秤,万用表选择2V量程。
③当力传感器上没有放置任何物体时,调节调零旋钮,使得万用表的读数为0V。
④在力传感器上放置一定重量的物体,调节RW3,使万用表的测量值×100为该物体的质量。
此时电子秤的连接和调节已经完成。
⑤在电子秤的量程0~200g内,合适分布测量值,得到不同物体质量的测量值与准确值并记录。
⑥质量从小到大依次放置测量物体并记录重量,再从大到小依次放置并记录重量。
⑦比较两个电子秤电路的异同。
五、实验数据记录和处理
六、实验结果与分析
七、讨论、心得
与以前的自顾自做实验不同,这次实验最大的特点是可以合作完成,在合作的过程中与很多同学都有交流,可以碰撞出很多的新想法。
加上老师布置的实验题目很灵活,许多步骤都可以自己设计完成,而且每个人想到的方法都不同,交流的过程中就掌握了很多人的方法。
做电子秤的实验与之前验证定理和测量参数的实验相比,少了一点点枯燥,有了更多的趣味性。
当放上小物体后,万用表的屏幕上真的显示出了物体的重量时,成就感会油然而生,也体会到了电路实验的魅力所在。
在实验过程中,我们最初想使用示波器进行电子秤的调零,发现结果不尽人意,在后来的查找资料和询问老师时我们意识到,输入信号过小,示波器无法精确地识别这么小的信号,导致调零会出现很大误差。
这又加深了我们对示波器的理解。