關於感測器電路的一些經驗談(some tips about sensor)

　　這幾個月來，我發現我對於電路實作與理論的應用，其實還有段差距，故將一些我實際碰到的問題以及解決方法寫下來。

　　基本上我還是在處理感測器的電路，這時候會用到MCU的A/D去讀取實際的類比訊號進來，但是讀值可信嗎?



1.A/D的規格宣稱12bit，大致上後兩bit不可信任，也就是實際上解析度只有10bit。

2.A/D讀值除了本身少了2bit解析度之外，讀值的雜訊跟你外加的電路有關，實際上造成5mv左右的浮動式正常的。

3.使用的接頭也有關係，2.54mm或2.0mm的接頭都不如直接焊上去的好。

以上的觀念有了之後，再來提到阻值的問題。

　　感測器要做的準確，參考電壓固然重要，但是影響程度卻不及電阻溫度係數，感測器本身是一定會有溫度係數的，但是他不會幫你處理，這些你自己要想辦法處理，就像是參考電壓一樣，在設計IC的時候，會用BJT的正溫度係數跟匹配時的負溫度係數，做出在某個溫度之下(一般為60度C)，會達到係數平衡，這個電路的架構也有人用純CMOS做到，關鍵字是bandgap，這裡不多做敘述。

　　目前看到大多的處理方法是多掛一個熱敏電阻(負溫度係數)，至於有沒有人掛RTD(正溫度係數)這種昂貴的東西好像還沒看過，掛上去之後再用A/D傳回環境溫度數值用來校正，乍看之下好像問題解決了，但是隱藏的危機正要出來，那就是你掛的熱敏電阻準嗎?

　　買了一批熱敏電阻，誰能保證每個溫度係數都是一樣的，這點就跟學校所學不同了，學校只要做出一個準的就好，業界考慮的是大批量產的問題，所以照理上每個熱敏電阻還要再做測試及校正，校正方法百百種，實際操作上還是以你需要的溫度區間做三點校正，為什麼是三點?熱敏電阻可參考分壓的接法(感測器接法與校正)，溫度對於電壓的關係一定是曲線。

最後提一下一些使用IC時spec不會寫上去的東西。

1.類比開關會有內阻的問題，好的開關可以做到10歐姆以內，MCU內部的都是普通的100~200毆姆甚至更多。

2.有offset的感測器可用簡單的op減法器消除，但是要注意負載效應。

3.對於負載效應，有人選擇電阻匹配，可是效果絕對不如使用buffer(op輸出跟負端接一起)來的好。