Mạch chuyển đổi 4-20ma sang 0-5v

0
74

Giới thiệu Mạch

Mạch chuyển đổi 4-20ma sang 0-5v : Ý tưởng thiết kế này mô tả một mạch đơn giản chuyển đổi tín hiệu 4-20mA thành điện áp tương tự 0V đến 5V lý tưởng để chuyển đổi sang kỹ thuật số bằng bộ chuyển đổi tương tự-kỹ thuật số (ADC). Mức 4mA từ đầu vào tạo ra đầu ra 0V và mức 20mA tạo ra đầu ra 5V. Điều đó được thực hiện bằng cách sử dụng bộ khuếch đại cảm biến dòng tạo ra đầu ra tương tự 0V đến 5V này. Ngoài ra, mạch cung cấp một đầu ra so sánh có thể được sử dụng để phát hiện dòng điện bằng không.
Trong thiết bị giám sát quá trình tiêu chuẩn, đầu ra của bộ chuyển đổi 4-20mA phải được chuyển đổi thành điện áp tín hiệu phù hợp để đo bằng bộ chuyển đổi A / D. Bốn miliampe trong vòng lặp thường được hiệu chuẩn bằng 0 đối với đại lượng đang được theo dõi, và do đó sẽ tạo ra 0V ở đầu vào ADC. (Dòng điện khác 0 cho phép hệ thống phân biệt vòng lặp bị đứt với điều kiện tín hiệu bằng không.)

Mạch chuyển đổi 4-20ma sang 0-5v trong Hình 1 giám sát dòng điện vòng bằng bộ khuếch đại cảm biến dòng điện (IC1) và sử dụng bộ so sánh / tham chiếu / op-amp (IC2) để tạo ra đầu ra tham chiếu có phạm vi từ 0V ở 4mA đến 5V ở 20mA. Đối với các giá trị điện trở được hiển thị (R2-R6), IC1 tạo ra đầu ra ở chân 8 xấp xỉ 1,25V ở 4mA và 6,25V ở 20mA. Đổi lại, amp op IC2 (được thiết lập như một bộ khuếch đại vi sai độ lợi thống nhất) tạo ra dải đầu ra từ 0,05V đến 5,045V. Bộ so sánh IC2 có thể được sử dụng để theo dõi điện áp đầu vào hoặc gắn cờ cho dòng điện vòng đặt trước.

Sơ đồ Mạch chuyển đổi 4-20ma sang 0-5v

 Mạch chuyển đổi 4-20ma sang 0-5v
Hình 1. Mạch này lấy đầu ra 0V-5V từ tín hiệu vòng dòng 4-20mA, sử dụng điện trở tải chỉ 10Ω.

Mạch chuyển đổi 4-20ma sang 0-5v : Mạch hoạt động tốt với điện trở 1%. Phân tích của Monte Carlo chỉ ra lỗi đầu ra trong trường hợp xấu nhất là 5% do không khớp trở kháng, nhưng hiệu suất với các thành phần không khớp tốt hơn 1% ở quy mô đầy đủ. Bằng cách bù sai số (khoảng + 50mV sai số bù ở mức 0 và toàn thang đo), mạch đã chứng minh độ chính xác tốt hơn 1% trong phạm vi hoạt động (tức là từ 4mA đến 20mA).

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here