当把传感器与带A/D变换器的单片机连接时，传感器的输出电压范围往往小于A/D变换器的输入电压范围。此时可以使用单电源运算放大器扩大传感器输出电压范围，使其与A/D变换器输入电压的范围一致。
通常单片机内藏A/D变换器的输入电压范围为0V～VCC(3.3V或者5V)在传感器的电源电压也为Vcc的场合，如果用输入输出满摆幅的运算放大器组成图1的电路，就能够使传感器的输出电压范围与A/D变换器的输入电压范围一致。
下图为同相放大电路，其输出电压Vout可用下式计算
在设计电路时先选择Rl的阻值，在Rl的数值确定后，R2（设定增益的电阻）和偏置电压V2可以用下式计算。
R2-Rl[(Voutmax-Voutmin)/(Vlmax-Vlmin)-l]
V2=(Vlmax+Vlmin)/2×(Rl+R2)/R2-(Voutmax+Voutmin)/2×R1/R2式中，Vlmax和Vlmin是传感器输出的最高电压和最低电压[v]，Voutmax和Voutmin是放大器的最高输出电压和最低输出电压[V]（即A/D变换器的最高输入电压和最低输入电压）。
偏置电压V2用Rla和Rlb组成的分压电路对Vcc进行分压后得到（下图）。由于
所以分压电阻Rla和Rlb的阻值可以用下式求得：
下图是用单电源同相放大器将湿度传感器的0V～1V的输出电压放大至A/D变换器所需的0V～5V的输入电压的实用电路。用前面介绍过的计算公式计算后得知：
R2=4R1，V2=0V，Rla=∞（开路），Rlb=Rl。若取Rl=l0kΩ，则Rlb=l0kΩ，R2=40kΩ，Rla不接。
电路中的Cl、C4、C5是去除噪声用的电容，C3是去除波纹用的电容，R3借助于C3的放电可以对IC1的输入端起过流保护作用。
