電流輸出型傳感器信號(hào)
2014-06-23 10:47:29??????點(diǎn)擊：
現(xiàn)在很多傳感器都是采用電流信號(hào)輸出，比如壓力傳感器，溫度傳感器，角度傳感器，位移傳感器等。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(shí)，分別代表電流變送器所標(biāo)定的最小及最大額定輸出值。
電流傳感器輸出有很多優(yōu)點(diǎn)，電流信號(hào)輸出我們后續(xù)應(yīng)該連接什么設(shè)備呢？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)能否檢測(cè)到正常范圍內(nèi)的電流，來(lái)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。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。因此一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(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)生一個(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)生一個(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最小值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)。
電流傳感器輸出有很多優(yōu)點(diǎn)，電流信號(hào)輸出我們后續(xù)應(yīng)該連接什么設(shè)備呢？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)能否檢測(cè)到正常范圍內(nèi)的電流，來(lái)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。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。因此一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(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)生一個(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)生一個(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最小值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)。
傳感器采用電流輸出有很多優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)會(huì)有更多的傳感器采用電流信號(hào)輸出。所以我們必須了解如何處理電流信號(hào)，這樣才能幫助我們更好的使用傳感器。
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