德国进口HELMHOLZ网关700-600-CAN12

一、核心特点与为什么需要它

仪器放大器被设计用来解决普通运算放大器在测量应用中不足：

1. 高输入阻抗：对信号源影响极小，不会“加载"被测传感器。

2. 高共模抑制比（CMRR）：能够极大地抑制两个输入端共有的噪声（如工频干扰），只放大两端之间的差值信号。这是其最核心的优势。

3. 高增益精度和稳定性：通常通过单个外部电阻即可精确设置高增益（如1到1000倍甚至更高）。

4. 低失调电压、低温漂：提供高精度的直流性能。

二、基本结构

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经典的仪器放大器由三个运放构成：

         Rg      +---/\/\/---+      |           |  V+ -|--+  +  +--|-- Vout       \ |  |  | /        A1  A3  A2       / |  |  | \  V- -|--+  +  +--|-- 至参考端（通常接地或偏置）      |           |      +-----------+         Rg（对称部分）

• A1, A2：构成同相输入缓冲级，提供高输入阻抗。

• A3：构成差分要设置的电阻，用于精确设定增益。增益公式为：G = 1 + (2R1 / Rg)，其中R1是内部匹配电阻（对于三运放结构）。

现代应用中，我们几乎都使用集成式仪器放大器（如ADI的AD620， TI的INA128等），它将所有精密电阻和运放集成在一个芯片内，性能更优，使用更方便。

三、关键参数（选型时关注）

1. 增益范围与设置方式：是否满足你的信号放大需求。

2. 共模抑制比（CMRR）：值越高，抗干扰能力越强。单位通常是分贝（dB），如120dB。

3. 输入失调电压与温漂：决定直流精度。

4. 带宽（BW）与压摆率（Slew Rate）：决定能处理多快变化的信号。

5. 噪声：对于微小信号（如热电偶、生物电信号）至关重要。

6. 输入电压范围：必须覆盖你的信号共模电压范围。

7. 电源电压与功耗：是否适合你的系统。

四、典型应用电路

一个基本的传感器（如桥式传感器：应变片、压力传感器）测量连接图：

[传感器（如电桥）]    |   （差分输出：V+， V-）    |[仪器放大器] (如AD620)    |   Gain = 1 + 49.4kΩ / Rg    |    V[输出Vout] ---> [ADC或后续电路]

• 注意：电源需加去耦电容，参考端（REF引脚）通常接地或接一个偏置电压以调整输出零点。

五、与普通运算放大器的区别

六、使用要点与注意事项

1. 布局与接地：对于高增益测量，电路板布局至关重要。需采用星型接地，将模拟地、数字地、电源地分开处理，并在一点连接。

2. 去耦：在仪器放大器的电源引脚附近（通常<1cm）必须放置高质量的0.1μF陶瓷电容到地，以滤除高频噪声。

3. 输入保护：如果输入可能有过压或静电，需要增加保护电路（如二极管钳位、限流电阻）。

4. 参考引脚（REF）：这不是多余的引脚！它可以用来为输出信号提供一个精确的直流偏置，以适应单电源供电的ADC输入范围。

5. 屏蔽：对于非常微弱的信号或长距离传输，应使用屏蔽双绞线连接传感器，并将屏蔽层妥善接地。

七、常见型号举例

• 通用低成本： INA128， INA129， AD620

• 低功耗/电池供电： INA333（零漂移）， LTC6915（可编程增益）

• 高精度/低噪声： INA114， AD8221， INA819

• 高带宽： LMH6702（虽为高速运放但可配置）

• 集成可编程增益放大器（PGA）： ADS1256（内部包含ADC）， PGA280

总结

测量放大器（仪器放大器）是精密电子测量系统中的“前哨兵"。它的正确选型和运用，直接决定了整个系统能否从嘈杂的环境中提取出真实、有用的微弱信号。在设计时，请务必根据信号特性（幅度、频率、源阻抗）、环境干扰情况和系统精度要求来选择合适的芯片。

气动执行器是一种利用压缩空气作为动力源，将气能转化为机械运动的装置。它通常用于驱动阀门（如球阀、蝶阀、闸阀等）、开关设备或需要直线或旋转运动的机械装置。由于其结构简单、可靠性高、响应快、安全性好，在工业自动化领域应用极为广泛。

核心工作原理

基本原理很简单：压缩空气作用在活塞、隔膜或叶片上，产生推力或扭矩，从而驱动输出轴做直线或旋转运动。

根据运动方式，主要分为两大类：

1. 直线型气动执行器

• 气缸。

• 工作原理： 压缩空气从一端进入气缸，推动活塞向另一端移动；通过换向阀改变进气方向，即可实现活塞杆的往复直线运动。

• 特点： 结构简单，输出力大，行程可调。

• 应用： 物料推送、夹紧、提升、冲压等。

2. 旋转型气动执行器

• 齿轮齿条式： 压缩空气推动活塞做直线运动，活塞上的齿条带动与之啮合的齿轮旋转，从而输出90°或180°的旋转运动。这是最主流的形式。

• 叶片式： 压缩空气作用在腔体内的叶片上，直接驱动输出轴旋转，通常转角小于360°。

• 常见的是气动蝶阀/球阀执行器。

• 工作原理：

• 特点： 输出扭矩大，可快速实现90°或180°的开关动作。

• 应用： 驱动各类工业阀门（开关/调节）。

主要优点

• 安全可靠： 工作介质是空气，无污染，不易燃易爆，非常适用于化工、石油、天然气等危险环境。

• 结构简单，维护方便： 相比液压和电动执行器，元件少，成本较低，维护技术要求不高。

• 响应速度快： 空气流动性好，动作迅速，适合需要快速开关的场合。

• 过载保护性好： 执行器在过载时会停止或打滑，不会烧毁电机，对设备有保护作用。

• 适应性广： 能在高低温、潮湿、粉尘等恶劣环境下工作。

• 输出力/扭矩大： 在相同体积下，能产生较大的力。

主要缺点

• 控制精度相对较低： 空气可压缩，导致位置控制和速度控制的精度不如电动和液压执行器。但通过添加定位器等附件可以改善。

• 需要气源系统： 必须配备空气压缩机、干燥机、过滤器、管路等一整套供气系统，初始投资可能较高。

• 运行噪音大： 排气时会产生较大噪音，通常需要安装消声器。

• 能量效率较低： 空气压缩和传输过程中存在能量损耗，长期运行能耗成本可能高于电动。

关键组成部分

一个完整的气动执行器系统通常包括：

1. 执行机构本体： 气缸或旋转执行器缸体。

2. 气源处理单元： 三联件（过滤器、减压阀、油雾器），负责清洁、干燥、稳压和润滑空气。

3. 控制阀： 电磁阀或气控阀，用于控制气流的方向、流量和通断。

4. 位置反馈装置： 限位开关、感应式接近开关或电位计，用于检测执行器的位置并发送信号。

5. 附件：

• 定位器： 将控制信号（如4-20mA）精确转换为气动信号，实现阀门的精确调节（不仅是开关）。

• 手轮机构： 在断电或断气情况下进行手动操作。

• 速度控制阀： 调节进气/排气速度，控制执行器的动作快慢。

• 电磁阀锁定装置： 失电时保持阀门当前位置。

• ZLND 050160 A1 BJ3 0B 2G2

  V6?366 42CR764

  230312

  UR1-015GM

  RKWT 4-602/5 M Nr.39721

  GEBER AC58/0014EK.72PBB,NO:0565673

  U1-30.300.37

  CRE-025HMS(BCP8044-500-02-01-20)(3052132)

  RWI-016-PVK(BCP8044-500-02-01-13-05)(3052132)

  FCR0160040401 ,Gelenkkopf GIXSW 16 x 1,5

  FCL0160040401,Gelenkkopf GILXSW 16 x 1,5

  3TE40-C0C0-800

  Argus 594008

  UM3K-015GM070

  512 50D39 8 51 2

  512 50D39 8 51 4

  SSP 3/K/PVC

  RN095200

  ID.01.7780.220

  550 8D 040PK10G1 P863

  ISH5-1050-30-560-R

主要应用领域

• 过程工业： 石油、化工、天然气、电力、水处理等行业中的阀门控制。

• 制造业： 生产线上的机械手、夹具、送料装置、装配设备等。

• 包装与物料搬运： 封口、打标、分拣、码垛等。

• 交通运输： 列车门开关、汽车制造装备。

• 食品与医药： 因其清洁性，常用于无尘车间（通常使用无油润滑型）。