基于虛擬儀器的高精度壓力信號放大系統設計

穩壓二極管LM285提供初級穩定電壓，但由于二極管的溫漂較大，且同批次不同二極管的穩壓值也不盡相同，所以必須對其設計相應的輔助穩壓電路。運算放大器LM258U1A對來(lái)自穩壓二極管的電壓進(jìn)行放大，并通過(guò)反饋電阻R2對輸出電壓進(jìn)行反饋，使得輸出電壓更加穩定。電阻R5和電位器W1對穩壓二極管的輸出電壓進(jìn)行分壓。電位器W1有兩個(gè)作用：(1)調節W1可使得由運算放大器LM258U1B組成的電壓跟隨器有不同的輸出電壓，進(jìn)而對AD620提供不同的穩定參考電壓。(2)電位器W1還對AD620組成的放大電路起到調零作用。使用電壓跟隨器是因為電壓跟隨器可以提高輸入阻抗且降低輸出阻抗，而電源的要求正是需要電路有較小的輸出電阻。
AD620本身具有內部調零功能，但根據實(shí)際測量發(fā)現，當差分輸入為零時(shí)輸出并不為零，而是大約有零點(diǎn)幾mV的輸出，所以，為提高輸出的精確性，還需對AD620進(jìn)行外部調零，通過(guò)對AD620參考電壓管腳提供不同參考電壓可使得儀表放大器AD620輸出端在差分輸入為零時(shí)，輸出電壓對地為零。電路正是通過(guò)調節W1使得電壓跟隨器輸出端有不同的電壓輸出，調節AD620的參考電壓，從而起到對AD620調零的作用。
參考電壓不穩定會(huì )直接影響到由AD620組成的放大電路的穩定性，并導致最終輸出結果的不精確。所以系統并沒(méi)有直接采用直流穩壓源提供的相對穩定的-12 V或-5 V作為參考電壓。
2．4 電壓電流轉換電路
電壓電流轉換電路使系統可以以電流的形式輸出，由AD620與一個(gè)AD705運算放大器和兩個(gè)電阻相結合，構成一個(gè)靜謐的電流源，AD705為基準引腳提供緩沖，以確保良好的共模抑制(CMR)性能。AD620的輸出電壓出現在電阻RL上，后者將其轉換成電流輸出。

AD705是低功耗、雙極型的運算放大器，它具有雙極型場(chǎng)效應晶體管的輸入級。因此，具有輸入阻抗高、輸入失調電壓低、輸入偏置電流小、輸入失調電壓漂移小的特點(diǎn)。輸入偏置電流達到了pA級的水平，它既具有雙極型場(chǎng)效應晶體管與雙極型運算放大器的許多優(yōu)點(diǎn)，又克服了全溫度范圍內偏置電流漂移大的缺陷。在全溫度范圍內，AD705的偏置電流典型值僅增長(cháng)5倍，而一般的雙極型場(chǎng)效應晶體管運算放大器偏置電流要增長(cháng)1 000倍。與OP07相比，溫度漂移值為OP07的1／2，最大輸入偏置電流僅為OP07的1／5，輸入失調電壓僅為OP07的1／20。由于是雙極型場(chǎng)效應晶體管輸入極，因此，信號源阻抗比OP07高得多，而它的直流精度卻保持不變。

3 系統整體軟件設計方案
系統軟件采用LabVIEW編寫(xiě)。LabVIEW是一種圖形化的編程語(yǔ)言，作為數據采集和儀器控制軟件的標準被廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域。LabVIEW是一個(gè)功能強大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器。在一個(gè)硬件的情況下，通過(guò)改變軟件編程，就可以實(shí)現不同儀器的不同功能，方便、快捷。