谈一谈：如何选择传感器后接的采样电阻

海阔天空

我们的高精度传感器主要面向要求高测量准确度的直流、交流以及脉冲测量领域。传感器输出的是模拟信号，而多数数字采样系统测量的是电压信号，即使其同时具备电压、测量能力，电压通道的测量精度一般远高于通道。随着物联网、移动互联网等新兴产业的快速发展，传感器产业也迎来了巨大的发展契机。让[img]https://www.microsensor.cn/products-247]MFE600A一体式电磁流量计有了更广阔的发展空间，信息化和智能化的推进为传感器产业带来巨大的市场。

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为获得更高的测量精度，传感器需要输出一个电压信号给采集器。这就需要在传感器后接一个采样电阻，将信号转化为电压信号。采样电阻如何选择直接关系到测量值的准确性。





采样电阻R如何选择呢?


电阻有众多的衡量指标，如阻值、精度、封装形式、额定功率、耐压、工作温度范围、温度稳定性、时间稳定性、频率特性等。


阻值


阻值根据传感器输出的和需要的电压确定范围，然后按照标准阻值选定。如最大输出为0。1A，对应的电压为1V，则可选择1V0。1A=10Ω的电阻。


高精度传感器不适合输出过高的电压，如5V以上，际上，输出电压越高，则传感器性能下降越多，尤其是高频信号情况下。建议传感器输出的最大电压控制在2V以内。如果需要更高的输出电压，建议在电阻输出电压的基础上加一个电压放大级，或直接选用我司的IV变换器产品。IV变换器集成了高精度电阻和高精度放大电路，可方便的一侧连接传感器，另一侧连接测量仪表。


精度


精度按照所需要的系统精度来确定，如系统精度要求为1‰，则需要选择1‰精度的电阻。如果系统要求的精度更高，不易选择合适的电阻时，可使用并联一个可调电阻进行微调。


选好了电阻，那怎么确定电阻的阻值是否精确呢


U=R·I+


当I=0时，测出值，即电路的零漂。再给电路一个准确的值I1，测出U1。根据公式，


U1=R·I1+，得出R值。


选择电阻得原则是稳大于准，只要数值稳定，测量出得值就可以根据测得的系数进行修正。


温度稳定性


在阻值、精度确定的情况下，还有两个重要的指标：温漂和额定功率，影响系统总精度。还有一个隐形指标，电阻的时间稳定性，即时漂。


从温漂的角度来看，举个例子：





选用HTI-100DI的传感器，测试100A的，工作温度是0-40℃，HTI系列的精度是万分之二即200。那么电阻的温漂，要求电阻的温漂要小于±10℃，才能达到系统在0-40℃温度范围内精度在万分之二以内。


额定功率


电阻都是有额定功率要求的。采样电阻工作过程中自身会发热，严重发热甚至会烧毁电阻。由于温度系数的影响，阻值会发生改变，影响测量精度。为使发热的影响减轻，我们建议可以客户配置电阻时，电阻额定功率至少是5倍的际功率。可采用多只电阻并联提高总功率。


例如:


选用HTI-100DI的传感器，测量100A的，输出1V电压。要求系统精度为万分之五，即500。


该如何选择电阻呢


首先，测量100A，输出0。1A，R=1V0。1A=10Ω。


际功率P=I2·R=0。1W


温漂，要求电阻的温漂要小于±25℃


电阻的额定功率至少要5倍的际功率，那么P额=0。5W。


根据以上的计算，那么最终需要选用单只110W功率、49。9Ω的电阻，并联五只。





时间稳定性


电阻值并非一成不变的，它会随着环境影响逐步发生改变，随着时间逐步漂移。在要求极高精度和时间稳定性的场合，需要选择时漂小的电阻，如油封电阻或气候密封电阻。

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