传感器的匹配技术

不同传感器的输出阻抗不一样，有的传感器的输出阻抗特别大，如压电陶瓷传感器， 输出阻抗可高 达 108 Ω；有的传感器的输出阻抗比较小，如电位器式位移传感器，阻抗仅为 1 500Ω。一般对于高阻抗的传感器，通常用场效应管或运算放大器来实现匹配；对于低的传感器，在交变输入时，往往可采用变压器匹配。

高输入阻抗放大器

很多传感器的输出阻抗都比较高，比如力敏传感器，电容传感器等。要使此类传感器在输入到测量系统时信号不产生误减，实现高精度的测量 ，需要传感器和输入电路必须很匹配 ，也就是要求测量电路具有很高的输入阻抗。下面介绍几种高输入阻抗放大器的例子。

自举反馈型高输入阻抗放大器

自举反馈型高 输入阻抗放大器的原理图如图 16-1所示。从电路可以看出，电路是一个跟随电路。虽然场效应管电路可以用自生偏置来获得静态工作电压，但是为了使之能工作在线性区，通常用分压电路来获取静态工作电压。该类型阻抗放大器就是采用R₂和R₃通过R₁耦合作为场效应管的偏置电压。由于该电路是跟随器，场效应管FET的源极电压和栅极电压大小近似相等，而且相位也相同。所以该电路不会因为加了R₂和R₃而降低场效应管的输入阻抗。另一方面 ，当交变信号U_i 通过电容C₁耦合到电阻 R₁的一端，由于场效应管的源极和栅极电压近似相等，所以这个信号通过自举电容C₂ 耦合到电阻R₁的另一端，这样R₁两端的电压就接近相同，所以流入尺的电流很小，同样也保证了场效应管的输入阻抗不会因为增加了分压电阻 而有所降低。为了获得较好的自举效果， 自举电容C₂必须要 足够大。通常R₁两端电压的相位相差应小于0.6°，这样就要求C₂的容抗与R₂//R₃的比值应小于1%。