電流變送器的4~20mA輸出如何轉(zhuǎn)換與電壓輸出型變送器的優(yōu)劣
兩線制電流變送器的輸出為4~20 mA,通過250 Ω的精密電阻轉(zhuǎn)換成1~5V或2-10V的模擬電壓信號.轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號有多種方法,如果系統(tǒng)是在環(huán)境較為惡劣的工業(yè)現(xiàn)場長期使用,因此需考慮硬件系統(tǒng)工作的安全性和可靠性。系統(tǒng)的輸入模塊采用壓頻轉(zhuǎn)換器件LM231將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號,用光電耦合器件TL117進行模擬量與數(shù)字量的隔離。
同時模擬信號處理電路與數(shù)字信號處理電路分別使用兩組獨立的電源,模擬地與數(shù)字地相互分開,這樣可提高系統(tǒng)工作的安全性。利用壓頻轉(zhuǎn)換器件LM231也有一定的抗高頻干擾的作用。
在單片機控制的許多應(yīng)用場合,都要使用變送器來將單片機不能直接測量的信號轉(zhuǎn)換成單片機可以處理的電模擬信號,如電流變送器,壓力變送器、溫度變送器、流量變送器等。
早期的變送器大多為電壓輸出型,即將測量信號轉(zhuǎn)換為0~5V電壓輸出,這是運放直接輸出,信號功率<0.05W,通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換數(shù)字信號供單片機讀取、控制。但在信號需要遠(yuǎn)距離傳輸或使用環(huán)境中電網(wǎng)干擾較大的場合,電壓輸出型傳感器的使用受到了極大限制,暴露了抗*力較差,線路損耗破壞了精度等等等缺點,而兩線制電流輸出型變送器以其具有*的抗*力得到了廣泛應(yīng)用。
電壓輸出型變送器抗*力極差,線路損耗的破壞,談不上精度有多高,有時輸出的直流電壓上還疊加有交流成分,使單片機產(chǎn)生誤判斷,控制出現(xiàn)錯誤,嚴(yán)重時還會損壞設(shè)備,輸出0~5V不能遠(yuǎn)傳,遠(yuǎn)傳后線路壓降大,度大打折扣。現(xiàn)在很多的ADC,PLC,DCS的輸入信號端口都作成兩線制電流輸出型變送器4-20mA的,證明了電壓輸出型變送器被淘汰的必然趨勢。