Signaalconditionering

Signaalconditionering is het proces waarmee een sensorgeluiden- of meetsignaal wordt omgezet naar een vorm die geschikt is voor verwerking, opslag en conversie door meetapparatuur. Het doel is de nauwkeurigheid, het dynamisch bereik en de robuustheid van metingen te verbeteren door bewerkingen zoals versterking, verzwakking, impedantiematching, offsetcorrectie, ruisreductie en filtering.

De belangrijkste functies omvatten het vergroten of verlagen van het signaal zodat het binnen het rijn van de analoge-naar-digitaalomzetter (ADC) ligt; impedantiematching en buffering om de sensorbelasting en de meetketen onafhankelijk te houden; galvanische isolatie ter bescherming en ruisreductie; differentiële meting om common-mode ruis te verminderen; filtering voor ruisonderdrukking en anti-aliasing; linearisatie en compensatie voor sensoren zoals thermokoppels, RTD’s en strain gauges; niveauverschuivingen en offsetcorrecties; en kalibratie van het signaal.

Technieken die vaak worden toegepast zijn instrumentatieversterkers, ruisarme precisie-operationsversterkers, signaal- en biasbescherming, isolerende scheidingen en passende anti-aliasingfilters. Het ontwerp houdt rekening met factoren zoals ruis, drift, temperatuursafhankelijkheid, voeding en aardings- en shieldingpraktijken om EMI-problemen en grondlussen te beperken.

Toepassingen liggen breed in data-acquisitiesystemen, industriële automatisering, medische instrumentatie en wetenschappelijke meetopstellingen. Signaalconditioning vormt vaak een cruciale koppeling tussen sensoren en digitale verwerking, waarbij normen voor EMC, veiligheid en betrouwbaarheid worden toegepast en nageleefd.