由（1） 。

8、式可见 ， 在一定的高温条件 下（一般 600）， 一定的烟气氧含量便会有一对应的电势输出 ， 在理想状态下 ，其电势值在高温区域内对应氧含量 。
如果被测气体和参比气体的压力均为 P ， 则有 E=(RT/4F)ln(P1/P/P2/P) P1/P=V1/V=X1 P2/P=V2/V=X2 X1 ， X2被测气体和参比气体氧气体积百分比含量 。
所以有： E=(RT/4F)ln(X1/X2) 氧化锆传感器测量范围为 0.1%-20.0%时 ， 传感器输出信号为 112-0.6mV ，为了便于将传感器输出信号处理和传输 ， 我们需将传感器信号转换成 0-5V 标准 仪器仪表电子工业课程设计 6 信号 。
所以需要设计一调理电 。

9、路完成 。
3.33.3 器件选型说明器件选型说明 表 1 元器件清单 器件类型数量单价合计 电阻 滑动变阻器 6 1 0.1 1.0 0.6 1.0 放大器 21.83.6 氧化锆传感器 112001200 所需电路板长 3.8cm,宽 2.6cm,面积为 9.88cm2. ， 价格约为 1.2 元 。
共计：1206.4 元 。
3.4原理图设计原理图设计 3.4.13.4.1 减法电路减法电路 首先氧化锆传感器输入信号与一个 0.6mV 电压信号作差 ， 使信号变为 0- 111.4mV ， 完成将下限调为 0 的作用 。
原理图如下： 仪器仪表电子工业课程设计 7 图 2 减法电路图 作用：将 0.6mV1 。

10、12mV 电压转换为 0111.4mV 电压 电路原理：差分式减法运算电路是利用一级运放实现的电路 ， 如图 2 所示 。
要进行运算的两路信号分别由运放的同相和反相输入端送入 ， 这是一种差分输 入方式 。
由于存在着负反馈 ， 电路属于线性电路 ， 因此 ， 可以利用叠加定理分 析求解电路输出电压与输入电压之间关系 。
当令 ui1单独作用时 ， ui2=0 ， 电路实质是一个反相输入比例电路 ， 如图所 示 ， 输出端电压 uo1=-R3*ui1/R2 电阻 R2/R3 ， 只起平衡作用 ， 不影响电路输入输出关系 。
当 u2单独作用时 ， 令 ui1=0,此时电路实质是所分析的同相输入比例电路 。
分析结果得： uo2=(1+R3/R2)*R 。

11、f*ui2/(R+Ri) 最后 ， 利用叠加定理就可以求出输入信号 ui1和 ui2共同作用时 ， 输出电压 仪器仪表电子工业课程设计 8 为 uo=uo1+uo2=-R3*ui1/R2+R3*ui2/R2=R3(ui2-ui1)/R2 若取 R3=R2 ， 则有 uo=ui2-ui1 从而实现对输入信号的减法运算 。
减法运算也可以看成是对两个输入信号 的差进行放大 ， 所以此电路也广泛应用于自动检测仪器中 ， 实现对输入信号的 检测 。
3.4.23.4.2 比例放大部分比例放大部分 作用：将减法电路输出的信号放大为 05V 图 3 同相比例放大电路图 工作原理: 同相输入比例运算放大电路如图所示： 仪器仪表电子工 。

12、业课程设计 9 在图 3 电路中 ， 电阻 R5和 Rv1组成了反馈网络 。
按电路分析 ， 该电路属于 电压串联负反馈电路 ， 其电路输入电阻 Rif= 。
输出电阻 Rof=0. 输入电压 U1 加到了运放的通向输入端 ， 所以输出电压 U0与 U1同相 。
根据 “虚短”的概念 ， 有运放反向输入端点位 Un等于通向输入端点位 UP,而同时相 端电位 UP 就是输入端信号电位 Ui 即 U0=U1=UP 又根据虚断的概念 ， 流入运放输入端的电流为零 ， 因此有 if=iR 由以上分析可知 ， Ui是 Uo在电阻 R5,Rv1支路的分压 ， 即 Ui=R1*uo/(Rv1+R5) 整理得：Uo=(1+R5/Rv1)Ui 上式表明 。
该电 。

13、路的输出电压 Uo与输入电压 Ui成比例 ， 比例系数 K=1+R5/Rv1 从放大电路角度看 ， 同相输入比例运算放大电路也是输出电压与输入电压 同相的放大电路 ， 其放大倍数为 Au=1+R5/Rv1 3.53.5 电路仿真电路仿真 使用 proteus 软件仿真 ， 改变传感器输入信号端电压值大小 ， 测量调理电 路输出值的大小 ， 如下表所示： 表 2 传感器与调理电路输出值表 传感 器信 号 （V） 0.00060.0010.0050.010.030.050.080.10.112 输出 端 （V） 0.040.250.430.641.492.353.634.495.00 仿真电路图如下： 仪器仪表电子工业课 。

14、程设计 10 图 4 proteus 电路仿真图 3.63.6 PCBPCB 电路设计电路设计 PCB 的设计流程分为原理图设计 ， 规划电路板 ， 载入网络报表 ， 元件的布 局和调整 ， 中间层的定义 ， 布线规则设置以及布线等 。
1.原理图设计：对于原理图 ， 建议采用模块化的设计方法 ， 相近电路或功 能模块放在一起 ， 具有很好的可读性 。
K0 2.规划电路板：也就是你要设计的电路板用在什么地方 ， 尺寸、板层结构、 原件封装以及安装方式 。
5 I- U S# Y;
$ K4 3.载入网络报表 ， 导入 PCB ， 这部分很简单 。
4.元件的布局和调整.这部分可双层板没有多少差别 ， 不过对于核心原件还 是要注意的 。
当然也可以双面布 。

稿源：(未知)

【傻大方】网址：/a/2021/0711/0022845656.html

标题：仪器仪表|仪器仪表电子工业课程设计氧气浓度传感器信号调理电路设计与仿真( 二 )