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4~20mA電流輸出型接口處(chù)理方法

  電流輸出型變送器的輸出範(fàn)圍(wéi)常用的(de)有0~20mA及4~20mA兩種,電流變送器輸出小電流及大電流時,分別代(dài)表電流變送器所標定的(de)小及大額定輸出值。
    下麵以測量範圍為以0~100A的電流變送器為例進行敘(xù)述。對於輸出0~20mA的變送器0mA電流對應輸入0A值(zhí),輸出4~20mA的變送器4mA電流對應輸入0A值,兩類傳感器的20mA電流都(dōu)對應100A值。
   對於輸出0~20mA的變送器,在電路設計上(shàng)我們隻需選擇合適的(de)降(jiàng)壓電阻(zǔ),在A/D轉換器輸入接口直接將電阻上的0-5V或0-10V電壓轉換為數字信(xìn)號即可,電路調試及數據(jù)處理都比較簡單。但劣勢是(shì)無法判別變送器的損(sǔn)壞,無法(fǎ)辨別變送器輸出開路和短路。
   對(duì)於輸(shū)出4~20mA的變送器,電路調試及數據處理(lǐ)上都比較煩瑣。但這種變送器能(néng)夠在變送器線路不通時,短路時或損壞時通(tōng)過(guò)能否檢測到正常範圍內的電流(正常時小值也有(yǒu)4mA),來判斷電路是否出現故障,變(biàn)送器是否損壞,因此得到更為廣泛普遍的使用。
    由於4~20mA變(biàn)送器輸出4mA時(shí),在取樣電(diàn)阻(zǔ)上的電壓不等於0,直接經模擬數(shù)字轉換電路轉換後的數字量也不為0,單片(piàn)機無法直接利用,通(tōng)過公式計算過於複雜。因此一(yī)般的處理方法是通過硬件電路將4mA在取樣電阻上(shàng)產生的電壓降消除,再進行A/D轉換。這類硬件(jiàn)電路首推RCV420,是一種(zhǒng)精密的I/V轉換電路,還有應(yīng)用LM258自搭的I/V轉換電路,這個(gè)電路由兩線製電流變(biàn)送器產生的4~20mA電流與24V以及取樣電阻形成(chéng)電流回路,從而在取樣電(diàn)阻上產生一個(gè)1-5V壓降,並將此電壓值輸(shū)入到放大器LM258的3腳。電阻分壓電路用來在集成電(diàn)路LM258的2腳產生一個固定的電壓值,用(yòng)於抵消在取(qǔ)樣電阻上4mA電流產生(shēng)的壓(yā)降。所以當(dāng)兩線製電流變送器為小值4mA時,LM258的3腳與2腳(jiǎo)電壓差基本為0V。LM258與其相連接(jiē)的電阻構成可調整電壓放大電路,將(jiāng)兩線製電流變送器電流在取樣電阻上的電壓(yā)值進行放大並通過LM258的1腳輸出至模擬/數字(zì)轉(zhuǎn)換電路,供單片機(jī)CPU讀入,通過數(shù)據處理方法將兩線製電流(liú)變送器的4-20mA電流在LCD/LED屏幕上以0-100A值的形式顯示出(chū)來。


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