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4~20mA電流輸出型接口處理方法
更新時(shí)間:2012-05-11   點(diǎn)擊次數(shù):2498次

4~20mA電流輸出型接口處理方法

 

電流輸出型變送器的輸出范圍常用的有0~20mA及4~20mA兩種,電流變送器輸出zui小電流及zui大電流時(shí),分別電流變送器所標(biāo)定的zui小及zui大額定輸出值。
  下面以測(cè)量范圍為以0~100A的電流變送器為例進(jìn)行敘述。對(duì)于輸出0~20mA的變送器0mA電流對(duì)應(yīng)輸入0A值,輸出4~20mA的變送器4mA電流對(duì)應(yīng)輸入0A值,兩類(lèi)傳感器的20mA電流都對(duì)應(yīng)100A值。
  對(duì)于輸出0~20mA的變送器,在電路設(shè)計(jì)上我們只需選擇合適的降壓電阻,在A/D轉(zhuǎn)換器輸入接口直接將電阻上的0-5V或0-10V電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)即可,電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理都比較簡(jiǎn)單。但劣勢(shì)是無(wú)法判別變送器的損壞,無(wú)法辨別變送器輸出開(kāi)路和短路。
  對(duì)于輸出4~20mA的變送器,電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理上都比較煩瑣。但這種變送器能夠在變送器線路不通時(shí),短路時(shí)或損壞時(shí)通過(guò)能否到正常范圍內(nèi)的電流(正常時(shí)zui小值也有4mA),來(lái)判斷電路是否出現(xiàn)故障,變送器是否損壞,因此得到為普遍的使用。
  由于4~20mA變送器輸出4mA時(shí),在取樣電阻上的電壓不等于0,直接經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量也不為0,單片機(jī)無(wú)法直接利用,通過(guò)公式計(jì)算過(guò)于復(fù)雜。因此般的處理方法是通過(guò)硬件電路將4mA在取樣電阻上產(chǎn)生的電壓降消除,再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。這類(lèi)硬件電路推RCV420,是種精密的I/V轉(zhuǎn)換電路,還有應(yīng)用LM258自搭的I/V轉(zhuǎn)換電路,這個(gè)電路由兩線制電流變送器產(chǎn)生的4~20mA電流與24V以及取樣電阻形成電流回路,從而在取樣電阻上產(chǎn)生個(gè)1-5V壓降,并將此電壓值輸入到放大器LM258的3腳。電阻分壓電路用來(lái)在集成電路LM258的2腳產(chǎn)生個(gè)固定的電壓值,用于抵消在取樣電阻上4mA電流產(chǎn)生的壓降。所以當(dāng)兩線制電流變送器為zui小值4mA時(shí),LM258的3腳與2腳電壓差基本為0V。LM258與其相連接的電阻構(gòu)成可調(diào)整電壓放大電路,將兩線制電流變送器電流在取樣電阻上的電壓值進(jìn)行放大并通過(guò)LM258的1腳輸出至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路,供單片機(jī)CPU讀入,通過(guò)數(shù)據(jù)處理方法將兩線制電流變送器的4-20mA電流在LCD/LED屏幕上以0-100A值的形式顯示出來(lái)。

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