Operatiivisia vahvistimia (op-amp) käytetään laajasti mittaustarkkuuden ja luotettavuuden parantamisessa. Ne auttavat vahvistamaan, suodattamaan ja muuntamaan eri antureista tulevia signaaleja sopiville käsittelytasoille. Tässä artikkelissa tarkastellaan tosimaailman esimerkkejä op-amp-sovelluksista sensorijärjestelmissä.

Lämpötila-anturin signaalin säädöt

Termistorit ja termoparit tuottavat vahvistimia vaativia pienjännitesignaaleja. Operaattoreita käytetään jännitteen seuraajien kokoonpanoissa puskurisignaalien aikaansaamiseksi, mikä estää kuormitusefektejä. Ne myös toteuttavat differentiaalivahvistimia, joilla vähennetään viitejännitteet, parannetaan mittaustarkkuutta.

Esimerkiksi teollisuuden lämpötilan seurannassa op-amplit vahvistavat lämpöparin lähdöt ennen analogista digitaalista konversiota, mikä takaa tarkat lämpötilalukemat.

Paineanturin signaalin käsittely

Pietsosähköiset ja resistiiviset paineanturit tuottavat suodattamista ja vahvistusta vaativia jännitesignaaleja. Aktiivisiksi suodattimiksi määritellyt op-amplit poistavat melua ja ei-toivottuja taajuuksia. Ne muuntavat myös anturijännitteet standardisoiduiksi signaaleiksi kuten 0-5V tai 4-20mA.

Autosovelluksissa op-amps kuntosignaalit manifold absoluuttisen paineen (MAP) antureista, mikä mahdollistaa tarkan moottorin ohjauksen.

Valoanturin signaalin säädöt

Valodiodit ja fototransistorit tuottavat valon voimakkuuteen suhteutettuja signaaleja. Op-amplit muuntavat nämä virrat jännitteiksi transimpedanssivahvistinkokoonpanoilla. Tämä asetus tarjoaa mittausta varten sopivan lineaarisen vasteen.

Ulkovalaistusjärjestelmissä op-amps-prosessisignaalit valosensoreista säätää tekovalaistuksen tasoa automaattisesti.

Anturisignaalin säätelyn komponentit

  • laserit ja -monitorit
  • Suodattimet (matala-, korkea-passi)
  • Jänniteseuraajat
  • differentiaalivahvistimet
  • Transimpedanssivahvistimet