3051變送器4～20mA電流輸出到接口的兩種處理方法

       4～20mA電流輸出到接口的處理方法一直有很多人在網(wǎng)上提問，今天小編就此問題為大家整理了兩個方面的處理方法。 3051變送器4～20mA的輸出范圍常用的有0～20mA及4～20mA兩種，電流變送器輸出最小電流及最大電流時，分別代表電流變送器所標(biāo)定的最小及最大額定輸出值。

        3051變送器接口尺寸指變送器測量部分與外部連接口的規(guī)格尺寸。包括接引壓管的接頭尺寸，電線穿入孔的尺寸以及排污、排氣螺釘?shù)陌惭b尺寸。

        下面以測量范圍為以0～100A的電流變送器為例進(jìn)行敘述。對于輸出0～20mA的變送器0mA電流對應(yīng)輸入0A值，輸出4～20mA的變送器4mA電流對應(yīng)輸入0A值，兩類傳感器的20mA電流都對應(yīng)100A值。

        對于輸出0～20mA的3051變送器，在電路設(shè)計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)字信號即可，電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理都比較簡單。但劣勢是無法判別變送器的損壞,無法辨別變送器輸出開路和短路。

        對于輸出4～20mA的3051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,短路時或損壞時通過能否檢測到正常范圍內(nèi)的電流(正常時最小值也有4mA)，來判斷電路是否出現(xiàn)故障，變送器是否損壞,因此得到更為廣泛普遍的使用。

        壓力傳感器MPX2100輸出信號經(jīng)IC1、IC2（OP07）構(gòu)成的差動放大器放大，再由IC3（OP07）構(gòu)成的增益為1的差動放大器放大后，驅(qū)動9013，以4-20mA電流的形式向負(fù)載RL輸出壓力信號，負(fù)載為位于50m三線電話電纜末端的250歐電阻。調(diào)節(jié)RP2使輸出電流在無壓力時為4mA；調(diào)節(jié)RP1使?jié)M壓力100kPa時，輸出電流為20mA。此電路可在機(jī)械加工、液面探測及流量控制等工業(yè)應(yīng)用。

        由于4～20mA電容式變送器輸出4mA時，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)無法直接利用，通過公式計算過于復(fù)雜。因此一般的處理方法是通過硬件電路將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。這類硬件電路首推RCV420,是一種精密的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)生一個1-5V壓降，并將此電壓值輸入到放大器LM258的3腳。電阻分壓電路用來在集成電路LM258的2腳產(chǎn)生一個固定的電壓值，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最小值4mA時，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，將兩線制電流在取樣電阻上的電壓值進(jìn)行放大并通過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