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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 電導率傳感器

4～20mA電流輸出型接口處理方法

發布日期：2022-04-27 點擊率：77

電流輸出型變送器的輸出范圍常用的有0～20mA及4～20mA兩種，電流變送器輸出最小電流及最大電流時，分別代表電流變送器所標定的最小及最大額定輸出值。

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

　　對于輸出0～20mA的變送器，在電路設計上我們只需選擇合適的降壓電阻，在A/D轉換器輸入接口直接將電阻上的0－5V或0－10V電壓轉換為數字信號即可，電路調試及數據處理都比較簡單。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的變送器，電路調試及數據處理上都比較煩瑣。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的電流（正常時最小值也有4mA），來判斷電路是否出現故障，變送器是否損壞，因此得到更為廣泛普遍的使用。

　　由于4～20mA變送器輸出4mA時，在取樣電阻上的電壓不等于0，直接經模擬數字轉換電路轉換后的數字量也不為0，單片機無法直接利用，通過公式計算過于復雜。因此一般的處理方法是通過硬件電路將4mA在取樣電阻上產生的電壓降消除，再進行A/D轉換。這類硬件電路首推RCV420，是一種精密的I/V轉換電路，還有應用LM258自搭的I/V轉換電路，這個電路由兩線制電流變送器產生的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腳產生一個固定的電壓值，用于抵消在取樣電阻上4mA電流產生的壓降。所以當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成可調整電壓放大電路，將兩線制電流變送器電流在取樣電阻上的電壓值進行放大并通過LM258的1腳輸出至模擬/數字轉換電路，供單片機CPU讀入，通過數據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。

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