把0~10V转换成4~20MA的电压-电流转换电路

2014-01-07 12:42:47来源: 互联网
把0~10V转换成4~20MA电压-电流转换电路

电路的功能

以电压形式长距离传输模拟信号时,信号源电阻或电缆的直流电阻会引起电压衰减,信号接收端的输入电阻越低,电压衰减越大。为了提高传输精度,可采用电流环路——一种恒定电流输出电路,把电压变成电流信号,再加以传输。即使电缆的电阻为100欧,恒定电流电路也能有同样的电流输出,所以不会产生误差。

电路工作原理

OP放大器A2为恒流输出电路,电流敏感电阻R11产生的电压为0.4~2.0V。A2的输入包括两部分:0.4V的置偏和输入信号,在无信号时,为了使偏置为0.4V,因R3=10R4,所以VR2的输出端电压必须为-4V。

由于A2偏压是-0.4V,所以A2输入信号必须为0~1.6V,两部分合起来相当于-0.04V~2.0V。设计时为要加大敏感电压,使OP放大器A1成为衰减器,其放大倍数为0.16。

调整

输入电压等于0V,调整VR2,使电流敏感电阻R11上有4MA电流流过,于是,OP放大器A1可不设失调调节。输入10V电压,调节VR1使A1输出为-0.16V,调节中包括了恒流输出电路的误差,应把其输出电流调到20MA。

VR3用来调节恒流特性,在负载上串联一个电流计,负载在0欧和500欧切换,把电流变化调到最小。

元件的选择

OP放大器无特殊要求,可用普通产品。4MA的齐纳二极管、可变电阻VR2和电阻R11的误差对电路精度起决定作用,应选用绝对精度高的新产品,电阻R4~R7是调整电阻,允许有一定的误差。

使用注意事项

本电路的负载往往为长电缆,如电路产生振荡,可在OP放大器A2的反馈端加0.001~0.01UF的电容,这时虽然高频响应会变差,但从其用途看,仍能满足要求。

象本电路这种恒流电路,从原理上看,不需要负载短路保护,但要注意输出端开路或来自外部的异常电压。

输出晶体管TT1的发射极上如有比+VCC高的电压,就容易损坏元件,所以基极-发射极间的二极管必不可少。如有可能,也应在集电极-发射极之间加保护二极管。D2对负电压箝们,如改用10V左右的齐纳二极管,效果会更好。

关键字:4~20MA  电压-电流转换

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2014/0107/article_23009.html
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