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4~20mA电流输出型接口处(chù)理方法(fǎ)

  电流输出型变送(sòng)器的输出范围常用的有0~20mA及4~20mA两种,电流变送器输出小电(diàn)流及大电流(liú)时(shí),分(fèn)别代表电流变送器所(suǒ)标定的小(xiǎo)及大额定输出值。
    下面以测量范围为以0~100A的电流变送器为例进行叙述。对于输出0~20mA的变送器0mA电流对应输入0A值,输出4~20mA的变送器4mA电流对(duì)应输入0A值,两类传感器的20mA电流都对应100A值。
   对于输出0~20mA的变送器,在电路设(shè)计上我(wǒ)们只需选择合适的降压电阻,在A/D转换器输入接口直接将电阻上的(de)0-5V或(huò)0-10V电压转换为数字信号即可,电路调试及数据处理都比较简单。但劣势是无法判别变送(sòng)器的损坏,无法辨别变送器输出开(kāi)路和短路。
   对于(yú)输出4~20mA的变送器,电路调试及数(shù)据处理上都比较烦琐。但这种变送器能(néng)够在变送器线路不通时,短路时或损坏时通(tōng)过能否检测到正常范围内的电流(正常时小值也有4mA),来判断电路是否出现故(gù)障,变送器是否损坏,因此得到更为广泛普遍的使用(yòng)。
    由于4~20mA变送器输出4mA时,在取样电阻上的电压不等于0,直接经模拟数字转换电路转换后的数字量也不为0,单片机无法直接利用,通过公式计算(suàn)过于复杂。因此一般的处理方法是通过硬(yìng)件电路将4mA在取样电阻上产生的(de)电压降消除,再进行A/D转换。这类硬件电路首推RCV420,是一种精密的I/V转换电路,还有应用LM258自搭(dā)的I/V转换电路,这个电(diàn)路由(yóu)两(liǎng)线(xiàn)制电流变(biàn)送器产生(shēng)的4~20mA电流与24V以及取样电阻形成(chéng)电流回路(lù),从而在取(qǔ)样电阻上产生一个(gè)1-5V压降,并将此电压值输入到放大器LM258的3脚。电阻分压电路用来在(zài)集(jí)成电路LM258的2脚产生一个固定的电压值,用于抵消在取样电阻上4mA电流产生的压(yā)降。所以(yǐ)当两线制电流变送器(qì)为小值4mA时,LM258的(de)3脚(jiǎo)与2脚电压差基本为0V。LM258与其相连接的电阻构成可调整电(diàn)压放大电路,将两线(xiàn)制电流变送器电流在取样电阻上的电压值(zhí)进行放大并(bìng)通过LM258的(de)1脚输(shū)出至(zhì)模拟/数(shù)字转换电路(lù),供单片机CPU读入,通过数据处(chù)理方法将(jiāng)两线(xiàn)制电流变送器的4-20mA电流在LCD/LED屏幕上以0-100A值的(de)形式显示出来。


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