积分器

测量和控制应用中的积分器是一种元件，其输出信号是其输入信号的时间积分。它在定义的时间内累积输入量以产生具有代表性的输出。集成是许多工程和科学应用的重要组成部分。机械积分器是最古老的应用，并且仍然用于水流量或电力的计量。电子模拟积分器是模拟计算机和电荷放大器的基础。集成也由数字计算算法执行。

另请参阅运算放大器应用中的积分器电子积分器是一阶低通滤波器的一种形式，可以在连续时间（模拟）域中执行或在离散时间（数字）域中近似（模拟）。积分器将具有低通滤波效果，但是当给定一个偏移量时，它会累积一个值来构建它，直到它达到系统的极限或溢出。电压积分器是一种对电压进行时间积分，从而测量总伏秒积的电子设备。电流积分器是一种对电流进行时间积分，从而测量总电荷的电子设备。电荷放大器是电流积分器的一个例子。电流积分器还用于测量残余气体分析仪中法拉第杯上的电荷，以测量真空中气体的分压。电流积分的另一个应用是在离子束沉积中，其中测得的电荷直接对应于沉积在基板上的离子数量，假设离子的电荷状态已知。两条载流电导线必须连接到离子源和基底，闭合部分由离子束提供的电路。

• 积分器也可以是软件组件。
• 在一些计算物理计算机模拟中，例如数值天气预报、分子动力学、飞行模拟器、水库模拟、隔音屏障设计、建筑声学和电子电路模拟，积分器是一种对来自力（和因此加速度）只能在离散的时间步长上计算。

机械积分器是机械微分分析仪的关键元件，用于解决实际的物理问题。机械集成机制也用于控制系统，例如调节工业过程中的流量或温度。诸如球盘积分器之类的机制既用于微分分析仪的计算，也用作诸如舰炮导向器、流量累加器等仪器的组件。面积计是一种机械设备，用于计算以图形形式给出的曲线的定积分，或更一般地计算闭合曲线的面积。积分图用于绘制以图形形式给出的函数的不定积分。

• 带宽非常小，仅用于小范围的输入频率。
• 对于直流输入(f=0)，电容的电抗Xc是无限大的。因为这个运算放大器进入开环配置。在开环配置中，增益是无限的，因此小的输入失调电压也会被放大并在输出端显示为误差。这称为误触发，必须避免。由于所有这些限制，需要修改理想的积分器。一些额外的组件与理想的积分器电路一起使用，以减少实际中误差电压的影响。这个修改后的积分器被称为实用积分器。

可以限制积分器在低频时的增益以避免饱和问题，因此为避免运算放大器饱和，反馈电容器被电阻器Rf旁路。Rf和C的并联组合表现得像一个耗散功率的实际电容器，这与理想电容器不同。因此，该电路也称为有损积分器。电阻器Rf将低频增益限制为(-Rf/R)，通常为[Rf=10*R1]，从而提供DC稳定性。

• 运算放大器积分放大器用于在模拟计算机中执行微积分运算。
• 集成电路最常用于模数转换器、斜坡发生器以及波形整形应用。
• 另一个应用是集成表示水流量的信号，生成表示已通过流量计的总水量的信号。积分器的这种应用有时在工业仪器行业中称为累加器。