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业传感器的设计挑战 - 工程师解读：为什么工业传感器会出错？
　　pH电极产生的电压输出线性依赖于解决方案的被测pH。图6和图7所示传输函数和pH刻度表明，当解决方案的pH增加时，pH测量电极产生的电压降低。注意，pH电极的灵敏度随温度而变化。观察pH电极传输函数曲线，我们可以看到，灵敏度随温度上升而线性上升。由于这种特性的存在，了解解决方案的被测温度，并对测量进行相应的补偿至关重要。
　　图6 pH电极传输函数
　　图7 pH刻度
　　最后，pH传感器要求高阻抗、低输入偏置电流接口、共模电压和温度补偿功能。用于化学检测的LMP91200传感器AFE可以满足以上要求（请参见图8）。通过其可编程电流源，你可以轻松地连接RTD。利用多级温度测量功能，消除了温度信号路径的误差，从而进一步增强了温度测量精确度。25&C下时，这种器件的输入偏置电流范围仅为数十fA，最小化了连接高阻抗pH电极时的误差。最终，器件关闭时偏置电流仅为数百fA，从而把长时间电流消耗带来的电极老化降至最低。
　　图8 用于化学检测的LMP91200可配置传感器AFE
　　我们讨论了一些与工业传感器相关的最为普遍的设计挑战。这些挑战包括激发、增益、温度补偿、偏移抵消、电流到电压转换、高阻抗接口和诊断电路等。使用一个正确的AFE，可在降低设计复杂程度的同时提高测量精确度。
　　市场上，有许多可配置和易用型传感器AFE供我们选择。在TI，这些器件与在线设计工具&WEBENCH Sensor AFE Designer&结合使用。这种设计工具让广大系统设计人员可以开发出高性能的集成传感器系统，并同时缩短产品上市时间。
　　作者：Jason Seitz，德州仪器 （TI）
　　Jason Seitz现任 TI 传感器信号路径产品部主任应用工程师，主要负责高精度、低功耗及低压模拟系统方面的工作。Seitz 毕业于加州大学戴维斯分校 （University of California at Davis），获电子工程理学士学位，后在圣塔克拉拉大学（Santa Clara University， California）获电子工程硕士学位。
本文转摘自电子发烧友网《》7月刊
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用于低功耗化学传感器应用的可配置 AFE
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supply voltage the very low input bias current reduces degradation of the pH probe when connected
to the LMP91200. Two guard pins provide support for high parasitic impedance wiring. Depending on
the configuration, total current consumption for the device is 50 &A while measuring pH. Available
in a 16-pin TSSOP package, the LMP91200 operates from &40&C to +125&C.
Active Guarding Key Specifications Unless otherwise noted, typical values at TA = 25&C, VS = (VDD-GND) = 3.3 V pH Buffer Input Bias Current (0 & VINP & 3.3 V) Maximum at 25&C: &125 fA Maximum at 85&C: &445 fA pH Buffer Input Bias Current (&500 mV & VINP& VCM & 500 mV), VS = (VDD & GND) = 0 V Maximum at 25&C: &600 fA Maximum at 85&C: &6.5 pA pH Buffer Input Offset Voltage: &200 &V pH Buffer Input Offset Voltage Drift: &2.5 &V/&C Supply Current: 50 &A Supply Voltage: 1.8 V to 5.5 V Operating Temperature Range: &40&C to 125&C Package: 16-Pin TSSOP
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