當(dāng)試驗(yàn)機(jī)的測(cè)量結(jié)構(gòu)采用輸出模擬信號(hào)的傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須配置相應(yīng)的傳感器專用電子放大器。電子放大的作用是將傳感器微弱的電信號(hào)放大到足夠的強(qiáng)度，然后進(jìn)行A/D（模一數(shù)）轉(zhuǎn)換并送計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
試驗(yàn)機(jī)常用的輸出模擬信號(hào)的傳感器主要有：負(fù)荷傳感器、扭矩傳感器、引伸計(jì)、扭轉(zhuǎn)計(jì)等。另外，試驗(yàn)機(jī)變形測(cè)量裝置上也常見非接觸式的電感位移傳感器。因此，不同原理和結(jié)構(gòu)形式的傳感器配置的放大器也是專用的各不相同的。
(1)信號(hào)前置放大器原理
為了方便介紹，還以上述筒式負(fù)荷傳感器為例深入探討。負(fù)荷傳感器輸出信號(hào)的靈敏度一般在2mV/V，如果電源的激勵(lì)電壓為IOV，其輸出信號(hào)的滿度值只有20mV．那么需要至少不低于100的倍率的前置放大器將其放大，其輸出進(jìn)入二級(jí)放大器，即分擋放大器，本例傳感器早期常用信號(hào)放大電路原理如下圖。
(2)分擋放大器原理
由于受到A/D轉(zhuǎn)換元件當(dāng)時(shí)只有10-12位的限制，試驗(yàn)機(jī)能夠顯示的數(shù)碼在1024-4096之50。假設(shè)l級(jí)壓力試驗(yàn)機(jī)采用該傳感器及放大器進(jìn)行力值檢測(cè)，在保證示值相對(duì)分辨力不大于0.5/6且其他因素可以忽略不計(jì)的情況下，試驗(yàn)機(jī)的測(cè)量下限也只能達(dá)到滿量程的20%-5%。為了滿足用戶對(duì)寬測(cè)量范圍方面的要求，試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)人員只能通過增加不同倍率的信號(hào)放大器數(shù)量來(lái)擴(kuò)展試驗(yàn)機(jī)的測(cè)量范圍，見下圖。
上個(gè)世紀(jì)80年代的電子式試驗(yàn)機(jī)常用此種可切換量程的放大電路。一般地，參照試驗(yàn)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的分擋規(guī)則，信號(hào)放大器可擴(kuò)展至五擋量程。按照I/I、1／2、1/5.1／10.1/20分擋，1/20擋是最小測(cè)量量程。根據(jù)試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程，測(cè)量下限為每擋量程的20%，因此，試驗(yàn)機(jī)的測(cè)量下限可簡(jiǎn)單算得：
1/20×20%=1%
無(wú)疑，通過切換多通道放大器可以將試驗(yàn)機(jī)的測(cè)量范圍擴(kuò)展了不少。
(3)選用高位A/D轉(zhuǎn)換器件
進(jìn)入21世紀(jì)后，高性能電子放大元件和高達(dá)24位的A/D轉(zhuǎn)換器件得到普及。傳感器測(cè)量?jī)x器的質(zhì)量和性能都提高到一個(gè)新的擋次。這期間，試驗(yàn)機(jī)廠家開發(fā)的測(cè)量20mV左右電壓信號(hào)的儀表已經(jīng)能夠使用到100000數(shù)碼至300000數(shù)碼。配合相應(yīng)的傳感器，同樣1級(jí)試驗(yàn)機(jī)的測(cè)量下限可以向下延伸至滿量程的0.2%。這段時(shí)期研究的電子放大器已經(jīng)不使用精密電阻來(lái)調(diào)整傳感器信號(hào)的增益和零點(diǎn)，而是將標(biāo)定系數(shù)存儲(chǔ)在內(nèi)部芯片中，因此能夠保證放大器性能穩(wěn)定可靠，不受外界因素干擾。
