文中中常说的比例特点就是指元器件輸出与待精确测量和别的工作电压或电流量的比率相关。

感应器和感性负载检验元器件

很多感应器的輸出与其说电源电压全是成百分比的。这一般 是由于造成輸出的磁感应元器件是比例元器件。最普遍的比例元器件是电阻，其电阻值随被检测的变动而转变。电阻器式溫度探测器（RTD）和应变计全是常见的感性负载光敏电阻器。

感性负载元器件的比例性是因为其特性阻抗不可以同时精确测量。其值是由电阻器两边的电流与历经电阻器的电流量的比率明确的。

R = V/I 公式计算1 （欧母定律）

应用感性负载元器件的感应器一般 令一个电流量穿过电阻器并检测其工作电压。在輸出感应器以前，能够将该工作电压开展变大或脉冲信号偏位，可是其尺寸依然与穿过电阻器的电流量有关。假如该电流量来自于电源电压，那麼感应器的导出与电源电压成占比。公式计算2叙述了这种占比感应器的輸出（图1），在其中Vs是输入输出数据信号，Ve是鼓励工作电压，S是控制器的敏感度，P是测定主要参数的数值，C是控制器的失衡量。

Vs = Ve （P x S C） 公式计算2

图1. 占比型感应器

Honeywell？［1］ MLxxx-C系列产品液位传感器是诸多车辆占比感应器中有着象征性的元器件。如在5V允差电源电压下工作中时，失调电压为0.5V，满度輸出为4.5V。假如更改鼓励工作电压，失调电压和满度輸出会随着按占比转变。

必须了解鼓励工作电压才可应用輸出数据信号，这在很多运用中是很不方便的。为了更好地处理这一难题，生产制造商与电源电路上提升了一个工作电压标准。这类元器件可带来十分准确的工作电压，并与气温和电源电压不相干。假如流过磁感应电阻器的电流量来自于标准工作电压，那麼公式计算2中的Ve可以用一个参量更换。进而获得公式计算3，在其中的新参量包括在S2和C2当中。

Vs = P x S2 C2 公式计算3

由于輸出数据信号仅为被测技术参数的涵数，因此 公式计算3并不是占比关联。Honeywell企业的MLxxx-R5系列产品压测力传感器就是是非非占比感应器。如在7V和35V中间的一切电源电压下工作中时，失衡全是1V，满度輸出为6V。

数模转换器（ADC）与感性负载元器件

用以将感应器数据信号智能化的ADC也是占比元器件。不管其內部构架怎样，全部ADC全是根据对不明键入电流与已经知道参照工作电压相较为来运行的。转化器的智能化輸出是键入电流与参照电流的比率乘于ADC的满度读值。充分考虑內部变大和设计方案的多元性，还必须一个占比因素K。不管K值尺寸，只需ADC的配备未更改，K值都维持稳定不会改变。公式计算4叙述了一个普适性上的ADC （图2）的数据读值（D）和键入数据信号（Vs），参照工作电压（Vref），满度读值（FS）及其占比因素（K）间的关联。

D = （Vs/Vref）FS x K 公式计算4

图2. 普适性上的数模转换器

参照电流的与ADC的实际设计方案相关。在一些ADC中参照工作电压是电源电压，而在另一些ADC中参照工作电压来自于內部标准源，在别的设计方案中，客户务必将参照工作电压联接至ADC的Vref键入端。假如采用了內部或外界工作电压标准，使参照工作电压变成 一个衡定值，则公式计算4可简化为公式计算5，在其中K2是一个新的参量，其数值FS x K/Vref。

D = Vs x K2 公式计算5

感应器的精确测量

由一个非占比感应器和具备固定不动参照电流的ADC构成的小体系的輸出可根据将公式计算3 （感应器的輸出）中的Vs （ADC的键入）带入公式计算5中获得。如公式计算6所显示。

D = P x S2K2 C2K2 公式计算6

公式计算6得出了需要的准确关联。数据数值（D）尺寸与P的变动成占比，而且仅受P更改的危害。D不会受到气温和电源电压转变的危害。

省掉工作电压标准

运用工作电压标准平稳感应器和ADC是一种合理且必不可少的技术性。殊不知，并不是一直尽量的技术性。

文中的一部分将探讨怎样创造性运用ADC的参照工作电压键入，进而省掉很多感应器电源电路中的工作电压标准和电流源。这类设计方案节约了元器件成本费、线路板室内空间及其工作电压“静空”。因为节省了工作电压标准，非理想化标准有关的偏差也荡然无存，因而精密度也明显改善。这类技术性已在汽车制造业中使用很多年。感应器和ADC与电源电压的比率关联一经明确，便不用精准的工作电压标准。

与之类似的选用电流量推动感应器和模块件感性负载感应器（如RTD）的技术性已不常见了。这种电源电路中ADC的敏感度会随溫度或电源电压的变动而转变。尽管这般，ADC和感应器键入的搭配或是非常稳定性的。

与电源电压成百分比的感应器

将公式计算2中的键入数据信号（Vs）带入公式计算4，便可获得精确测量占比感应器时ADC的輸出。得到公式计算7，该公式计算表明：D是P，Ve和Vref的涵数。

D = P（S x FS x K x Ve/Vref） C（FS x K x Ve/Vref） 公式计算7

乍一看，公式计算7中的方式 好像并不理想化，由于輸出（D）是三个自变量的涵数，而并不是单单是P的涵数。殊不知，认真观察会发觉：Ve/Vref的比率是十分关键的，独立的数据并无过多实际意义。假如Ve和Vref工作电压来源于同一个开关电源，则非常容易获得稳定的Ve/Vref比率。一旦那样的话，D将与P的变动成占比，而且只与P的改变相关。设Ve/Vref比率为一个参量，公式计算7可简化为与公式计算6类似的方式。因而，这就表明不用工作电压标准也可以完成一样的特性。

从现实使用的视角看来，Ve和Vref务必充分大，那样才可以防止噪音影响；与此同时Ve和Vref还务必处在ADC和感应器所选定的范畴内。用正电源电压做为Ve和Vref的电压源一般 能够达到以上规定，而且容许为很多串联的感应器供电系统，如图所示3［2］所显示。

图3中MAX1238的前面有一个12键入的多路复用器，且内嵌一个工作电压标准。在这样的情形下，虽沒有与ADC标准相关的额外成本费，可是若想给10个感应器中的每一个都提升标准则会使成本费显著增加。 MAX1238还容许AN11键入做为参照工作电压。将AN11做为参照键入并将其联接至5V开关电源，可设定ADC的满度键入为5V，并有利于与占比型感应器搭配应用。在图3中，MAX1238的内部参考工作电压并不是闲置不用。可以用手机软件操纵內部工作电压标准并用以确诊，如精确测量电源电压。可根据联接到键入AN10的分压器来完成。

图3. MAX1238 ADC容许AN11键入做为参照工作电压，因而，ADC可与占比感应器搭配应用。

图3的拓扑结构特别适合车辆运用和这些由单开关电源供电系统，供电缆线道路上损耗不大的运用。并不太适合这些工作上务必采用长输电线的感应器或是是ADC和感应器由不一样开关电源供电系统的运用。

电流量推动的电桥电路

在低噪音自然环境或是系统软件中，若液位传感器紧靠ADC置放，很有可能沒有需要应用带数据信号扩大的感应器。在那些使用中，成本低桥式輸出感应器更合适。为了更好地减少感应器成本费，与此同时在全部温度范围内给予优良的特性，很多该类液位传感器，如Nova Sensor企业的NPI-19系列产品［3］全是由电流源供电系统而不是电压源供电系统。（更具体的阐述请参照附则1）。公式计算8得出了这类电流量推动的感应器的輸出，在其中Ie是鼓励电流量。

Vs= Ie （S x P C） 公式计算8

图4得出了一个常见于桥式輸出感应器的电流源。该电流源由一个低温度系数电阻器，一个运放电路及一个工作电压标准构成。假如ADC和液位传感器融合于一个构件中，则电流源的工作电压标准也能为ADC给予参照工作电压。在图4的线路中，工作电压标准与此同时被用于平稳感应器和ADC，使他们不会受到转变的环境温度和电源电压的危害。

图4. 该设计方案中电流量推动感应器的电流源由一个电阻器，一个计算放大仪和一个工作电压标准构成。

与图4相近的另一种方式 如图所示5所显示的电源电路，不用电流源或工作电压标准。必须特别注意的是：尽管感应器和ADC的搭配在全部温度范围内都很平稳，可是ADC和感应器都具备较大的温漂。假如独立精确测量，感应器的敏感度将随环境温度的上升而减少，而ADC的敏感度则上升。因为在全部温度范围内ADC輸出并不是平稳的，因此 将该方式用以ADC有多通道键入的线路时需要非常当心。

图5. 感应器和ADC组成的另一种设计方法，不用单独的电流源或工作电压标准。

从图5能够得到公式计算9：

Vref = Ie x R1 公式计算9

将公式计算9中的Vref和公式计算8中的Vs带入以上ADC的公式计算4 ，得到公式计算10。

D = ［Ie （S x P C）/（Ie x R1）］（FS x K） 公式计算10

由于分子和分母中带有鼓励电流量（Ie），因而可消除。从而可获得公式计算11，表明輸出与鼓励电流量不相干。假如将公式计算11中的常数项合拼，将再度得到与公式计算6等效电路的公式计算：含有工作电压标准的系统软件。

D = P（S x FS x K/R1） C（FS x K/R1） 公式计算11

假如R1做为一个参量，它一定具备较低的温度系数。与图4对比，图5规定R1具备优良的溫度可靠性，这并没有其缺陷，由于图4中的阻值也需要具备优良的溫度可靠性。

公式计算11中沒有R2，并且电源电路中也不用R2。可是，对R2开展剖析是因为表明它并不危害ADC读值。R2可以用另一个电流量推动的液位传感器、RTD或一个固体电源开关的电阻器替代，而并不会危害ADC读值。

理论上，能够选用多路键入ADC和多个串连推动的电流量型感应器。殊不知，感应器串连会促使鼓励电流量（Ie），感应器数据信号（Vs）及其参照工作电压（Vref）更低。当感应器串连时，必须注意对ADC Vref的规定及系统软件噪音。

RTD

RTD是另一种一般 与电流源相互配合应用的感应器。RTD的常见材质是铂，一般 具备约3，800ppm/°C的正温度系数。精确测量RTD的传统的办法是将其做为电阻器桥的一个接线端子。殊不知，在具体运用中，非常少应用电阻器桥。成本低高像素ADC的出现在，促使只需推动一个电流量穿过RTD，并立即精确测量RTD两边的工作电压这类简易计划方案更加经济发展。这类办法防止了非均衡桥的离散系统难题，而且省掉了构成电阻器桥的三个精密电阻。

图6中的电源电路也不用运用电桥电路或是平稳的电流源来精确测量RTD （Rt）。该电源电路只须要一个平稳的标准电阻器（R1）和一个低级别的功率电阻就可以。

图6. 不用电阻器桥或平稳电流源来精确测量Rt的电源电路

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