一般来说，经各种传感器输出的电信号普遍存在以下问题：输出信号微弱、噪声大、输入与输出之间不是线性关系、输出信号需要变换成其他形式传输和使用，等等。如果将这些未经处理的电信号直接送入仪表、控制器、执行器和计算机接口，将会出现各种问题，使得系统不能正常工作。所以，信号加工调理是检测系统不可或缺的一环。传感器输出信号加工处理的内容主要包括：测量信号的放大、滤波、非线性校正、信号变换、采样保持、模/数转换等。

本课题主要是研制一种小型万能调理装置，能使用于各种类型的传感器（如电荷型、ICP型、压阻型、电压型等），并且具有较高的测试精度。

0.2研究现状 源]自=优尔^`论\文"网·www.youerw.com/

0.3设计的实现

本课题主要研制多模块的传感器信号的加工调理电路，其中包括恒流源信号调理电路、微小型电荷放大器电路、差分放大电路和热电偶放大电路，这四种模块都包括了运算放大电路、滤波器电路和稳压器电路的设计。这些模块都能直接连接各种模拟输出传感器(一次仪表)，如加速度计、传声器、力传感器、应变片、压力计、位移计等，能满足各种高精度动态信号测试分析的要求。此外，本人还设计了一个万能模块电流电路和一个运用HCC4051B数据选择电路，通过前者保证让信号调理电路中的各运算放大器的工作电压达到要求值和满足平稳性，而后者是提供测试人员传感器类型选择运用何种模块进行信号调理。源]自=优尔^`论\文"网·www.youerw.com/

 1 概 述

1.1 传感器概述[6]

起初，人类探索自然现象只能依靠自身的感觉器官，如鼻、耳、眼、舌、皮肤触觉等，以及一些极为简单的工具。然而，随着科学技术的发展和社会的进步，今天的人类获取外部信息的手段和工具已经有了极大的进步。从观察微生物的显微镜，到探测宇宙的射电望远镜，从工业生产线上的探头，到气象、水文、地质的监测，到处都需要对我们关心的对象提供及时准确的信息，这就是检测问题。而实现检测功能的主要器件或装置就是传感器，并由此派生出传感器信号的调理和输出等一系列问题。

1.2 传感器组成与分类

传感器是能感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。面对各种各样的被测量，如热、光、力、磁、速度、湿度、浓度等，如何将它们正确地反映出来，并加以量化表述，然后将此信号输出，或显示，或实施，或提供给决策单元。这就是传感器的功能和作用。先将各类被测量通过传感器的敏感元件和转换元件，转化为电量，然后对其进行加工、传输、显示和实施。

传感器一般由敏感元件、转换元件及其辅助环节组成。其中，敏感元件直接感受和响应被测量，其输出可能是电量，也可能是另一非电量，但他们与被测量有对应关系；转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（如电阻、电感等）或者电量；辅助环节主要是支持被测量转换成电量的部分，例如，如果转换元件的结果是电路参数，该环节就将电路参数转换为电量，如电压、频率等形式。

由此可以看出，传感器的组成并不是一个固定的模式。有的仅需要敏感元件就可以将被测量转换为电量（例如热电偶），有的需要经过敏感元件和转换元件，才能转变成电量（例如压电式加速度传感器），有的则需要经过敏感元件、转换元件和辅助元件，才能转换成电量。这正是传感器多样性和复杂性的体现。

迄今为止，传感器已经发展处了很多类型，按照不同的划分标准，可以有不同的类别。目前较为普遍的划分标准有两种：一是按输入被测量分，二是按工作原理分。