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  • ADC电阻分压采集相关知识

    1.电池串联可以增加电压,电池并联可以增加电流,都是为了增加电功率。但是电池不宜并联,即使是相同规格的电池,如果消耗不同,电势就会不同,会造成电池之间的放电现象。

    2.电阻的作用:

    • 限流:为使通过用电器的电流不超过额定值或实际工作需要的规定值,以保证用电器的正常工作,通常可在电路中串联一个可变电阻。当改变这个电阻的大小时,电流的大小也随之改变。我们把这种可以限制电流大小的电阻叫做限流电。
    • 分流:当在电路的干路上需同时接入几个额定电流不同的用电器时,可以在额定电流较小的用电器两端并联接入一个电阻,这个电阻的作用是分流。
    • 分压:一般用电器上都标有额定电压值,若电源比用电器的额定电压高,则不可把用电器直接接在电源上,在这种情况下,可给用电器串接一个合适阻值的电阻,让它分担一部分电压,用电器便能在额定电压下工作。我们称这样的电阻为分压电阻。
    • 将电能转化为内能:电流通过电阻时,会把电能全部(或部分)转化为内能.用来把电能转化为内能的用电器叫电热器.如电烙铁、电炉、电饭煲、取暖器等等。

    3.电功率本质上反映的是单位时间内,电荷流动时克服电阻所损耗的能量.

    4.串联分压的原理:在串联电路中,各电阻上的电流相等,各电阻两端的电压之和等于电路总电压。可知每个电阻上的电压小于电路总电压,故串联电阻分压
     并联分流的原理:在并联电路中,各电阻两端的电压相等,各电阻上的电流之和等于总电流(干路电流)。可知每个电阻上的电流小于总电流(干路电流),故并联电阻分流

    5.分压公式:所谓分压公式,就是计算串联的各个电阻如何去分总电压,以及分到多少电压的公式。分电压多少这样计算:占总电阻的百分比,就是分电压的百分比。公式是:U=(R/R总)×U源。如5欧和10欧电阻串联在10V电路中间,5欧占了总电阻5+10=15欧的1/3,所以它分的电压也为1/3,也就是10/3伏。通俗地来讲,两个电阻串联,电阻大的那个分的电压就大,电阻小的分得的电压就小,是按其中一个电阻和总电阻的比例来确定分压值的大小的。

    6.分压电阻的取值必须合理,阻值太小会过热,取值太大会有严重的温漂,要计算一下取值的功耗。其次,电阻的材质必须用高精度的金属膜电阻。最后,务必注意AD的输入电阻参数,如果输入电阻不够大,就会构成明显的分压,这时需要用运放加一级缓冲。

    7.举个简单的例子,比如说你的ADC参考电压是2.5V,要测量一个0~5V的电压。因为输入的电压最大值大于了ADC参考电压,所以需要电阻把输入电压分压,最简单的就是用两个10K的电阻串联,即+V->R1->R2->GND,这样ADC在R1和R2中间取信号,那就是输入电压的1/2,这简单吧?理论上是这样,但要考虑ADC的输入阻抗Ra,假设是20k,那前面的电路情况就变化了,就变成+V->R1->R2||Ra->GND,R2||Ra表示两个电阻的并联,并联之后的电阻肯定小于10K,那分压就不是1/2了,即产生了误差。 因此用运放构成电压跟随器,其输入阻抗在MΩ以上,和10K并联时造成的电阻变化是很小的,所以保证分压比很接近1/2。同时跟随器输出电阻很小,只有几十欧姆,和ADC输入电阻相比相差很大,所以ADC的到的信号电压近似等于跟随器的输出,即减少了误差。

    8.ADC采样使用分压电阻如何解决精度问题?电阻分压后用ADC采样,因为电阻是有误差的,因此会带来测量误差。解决误差的方式有:高精度电阻+软件校准+高精度基准。有软件校准,采样电阻精度再差也没关系,温漂和老化才是重要指标。

    9.电流互感器作用?电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。主要作用是用来将交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流(我国标准为5安倍),以供测量和继电保护只之用。在发电、变电、输电、配电过程中由于用电设备的不同,电流往往从几十安到几万安都有,而且这些电路还可能伴随高压。那么为了能够对这些线路的电路进行监控、测量,同时又要解决高压、高电流带来的危险,这时就需要用到电流互感器了。电工用的钳形表 ,这是一种用来测量交流电流的设备,它那个“钳”便是穿心式电流互感器。

    10.I2C协议传感器:i2c总线,是一种两线式的串行通信总线,在现在的电子产品中使用非常广泛。它只需要两根线就可以驱动十几个设备。移植性比较好,不同的设备,只要符合该协议,都可以通过同样的一组代码来驱动。主要的缺点就是传输速率比较慢,一些要求较快的场合它是不适合的。如果需实现双向通讯的时候,需要另外增加通讯口线。一般短距离传输,或者说是板级传输。

    11.电容并联的主要作用是增加容值,耐压不变,串联的主要作用是减少容值,提高耐压值。

    文章来源:物美智能设备

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