4~20ma电流转电压

news/2024/10/18 3:23:56/

■带防电源反接功能,电源接反不会烧模块,淘宝同类产品基本上都不带这个功能。
■零点和量程都可以调整,旋转调零旋钮可将任意输入电流的下限值转成0V,旋转量程旋钮可将任意输入电流的上限值转成需要的最高电压。例如,电流输入是2-17ma,输入2ma时调整调零旋钮可将输出电压调为0V,输入17ma时,调整量程旋钮可将输出电压调为你需要的最大电压。
■带有隔离性质,产生4~20ma电流的电源可以和模块电源不是同一个电源,不共地;也可以是同一个电源,共地。
■可以直接和带AD功能的单片机相连(友情提醒:单片机电源的要和模块电源共地或者就用同一个电源)
■接线简单,精度高
■长43mm,宽22mm
■提供具体尺寸及PCB封装
■精度等级:0.2(5V量程)
■线性度:0.118%(5V量程)
■模块中贴片元件全部用机器焊接,焊点光滑无虚焊。
■输入电流与输出电压的关系:Y是电压V,X是电流ma
Y=X*2.5/16-2.5/4 (4-20ma转0-2.5V)
Y=X*3.3/16-3.3/4 (4-20ma转0-3.3V)
Y=X*5/16-5/4 (4-20ma转0-5V)
Y=X*10/16-10/4 (4-20ma转0-10V)
Y=X*15/16-15/4 (4-20ma转0-15V)
Y=X*2.5/20 (0-20ma转0-2.5V)
Y=X*3.3/20 (0-20ma转0-3.3V)
Y=X*5/20 (0-20ma转0-5V)
Y=X*10/20 (0-20ma转0-10V)
Y=X*15/20 (0-20ma转0-15V)

       

                   

  

产品分类

本模块将0-20mA或4-20mA电流转换为电压的范围分别有0-2.5V/0-3.3V/0-5V/0-10V/0-15V/0-24V;

   产品特性

  • 供电电压范围:直流7~30V;
  • 输出电压信号:0-2.5V/0-3.3V/0-5V/0-10V/0-15V/0-24V;
  • 输入电流范围:0-20mA或4-20mA;
  • 电压输出零点调节:调节模块103电位器;
  • 电压输出量程调节:调节模块104电位器;
  • 隔离性质:运放隔离;
  • 模块尺寸:2.6*4CM; 

      工作原理分析

       工业传感器常使用电流大小来传输数据,那么作为传感器数据的接收方,比如单片机,有内部AD的单片机可以检测电压的大小,那么首先必须将电流信号转换为电压信号,然后进行电压幅值变换使其适合MCU处理的电压范围。

下面我们从设计的电流转电压的模块电路原理图来逐步解析。

       首先我们看电流检测放大部分,就是U1B部分,电流从R1的上端流入,下端流出。不难看出这是一个差分放大电路,也就是一个减法运算电路,输出电压UA=(R5/R3)*(U1-U2)=U1-U2,UA即是电阻R1两端的电压差,假如流过该电阻的电流为20mA,那么产生的电压为20*100=2000mV,还没有达到我们单片机的电压测量范围(这里默认单片机AD检测的范围为0-5V),所以为了高效的利用单片机AD的量程,我们需要将电压信号进一步放大,有人会问:如何使电流信号输入为4mA时,在这时电压输出是0V呢? 这个问题的关键点在于我们要输出的是0V电压,这里我们还是要用到减法器如下图:

       图中U1A组成是减法电路,其输出电压等于UA-UB。U1D组成一个跟随器,当电流信号为4mA时,UA=4*100=400mV,那么U1A的输出此时为0V正是我们的目的,那么就需要UA=UB,那么调节U1D跟随器的正相输入端通过调节电位器RP2改变分压即可。这就完美解决了当输入电流为4mA时输出电压为0的问题,接下来我们要添加的是放大电路,将U1A的输出信号进行放大。如下图:

     

   在这里U1C的作用即是最终放大,那么在使用时,将输入电流设置为20mA时,调节RP1电位器,即调节电压放大倍数,直至输出电压为5V或其他量程的10V、15V,即可完成对量程的设置。

使用前设置事项:

调零:输入电流4mA时,调节调零电位器直至输出电压为0V。

调量程:输入电流20mA时,调节调量程电位器直至输出电压为目标量程电压。

下面是模块整体的电路图:

        我们看图中使用的运放为LM324,此运放不是轨对轨的运放,那么运放的最低输出电压是不可能等于0V的,即便是轨对轨运放,最低输出还是会有mV级别的电压,那么我们将供电改为正负电源即可解决最低输出不为0V问题,所以利用ICL7660芯片产生芯片产生一个负5V电压作为负电源。图中D1二极管起到防止电源反接的作用


http://www.ppmy.cn/news/836904.html

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