0~10V转换为4~20mA电路分析

1、010V转换为420mA电路分析信老师，您好！我是机械电子专业的学生，正在做“电流转换电路”的设计，01转换为，我遇到了很大的问题，就是不会推导输入电压和输出电流的关系式，我附上了题目和相关的图，您能就以下两个思考题帮我分析一下么？然后给我回复。我在中华工控网也给您回帖了！万分感谢，有机会来北京我请您吃饭，呵呵！附题简要说明：为提高抗干扰能力，模拟信号经常采用42，电我流遇信号进行远距离传输。本电路的功能是将的输入电压信号转换成的电流信号供长距离传输用。思考题：.电路中电位器、和的作用各是什么？怎样相互配合调整才能使输出范围为。图2中第2级放大器的增益应如何计算？（难点）%600SSlOOki

2、i10kS11*1_回答：1，首先说明，按照你提供的参数是不能正常工作的！2 在输入时会反相饱和导通。原因是你在抄袭电路时，将，的阻值搞错了。3 第级是反相衰减是放大器，应该将输入的电压信号变成负的信号。增益Q0Q此时（）比.第级是反相加法器，在接受前级输入的同时与零点基准电压取来的电压相加后，再与反馈电压较取得平衡，从而达到稳定输出电流的目的。加法器电路是一个典型的反相加法放大器，输出电压可以有以下公式表示：式中输出电压前级来的信号电压（）系统零点基准调节电压（）加法器反馈电阻（Q00前级信号输入电阻（0）基准调节电压信号的输入电阻（由于后一级电路要求，反相加法放大器是一个的以反馈电压（）0

3、首先调整，使输入信号在时，输出信号为0）K的加法电路。所。最好精确测量的调节输出为统再输入信号，调节使输出信号为再将输入信号降为，观察输出信号是否回到。如果偏离可微调使输出为。重复直到输入，输出即可。所以，量程满度电位器；零点调节电位器；校正电位器。不知道这样回答能否使你满意？电压电流转换典型电路100kQRJ/0.1kQ/50+0-5VINP150kQWvR/iOkQ/574零占调整lOOkO30kQVv%10kQ">Vv%-%il0.1pFM20mAOUT24V0OUT-0VINP希望对大家的学习有点儿促进作用实际应用时可以在输入端并一只电阻可以解决部分网友发生输出不可调整

4、的问题零点调整电位器上端至电源间的电阻换成即可4-20mA订阅一般传感器会把一个物理信号利用电桥等转化为与之对应的电信号，比如电压或电流。下面以一个恒流源电路来分析电压信号怎么产生与负载无关的电流信号，当然要产生4-20mA的电流信号，则把电压信号利用放大电路进行变换之后肯定是能做到的。如果传感器直接出来的是电流信号，则可以先变为电压信号，再经过信号调理电路肯定还能转换到4-20mA的电流信号。当然变换过程中的关系别人不需要知道。但是自己得知道，这样才能知道4mA的电流对应的物理量是多少，20mA的信号对应的物理量是多上少。下图是郝兰德电路，是典型的电压电流转换电路。其特点是负载电阻有一端接地

5、(恒流源通常有这个要求)，而取样电阻两端均不接地。之所以能够实现这个要求，关键就是上面一个运放和电阻的匹配。上面一个运放显然是跟随器，其输入阻抗很高，可以看成开路，其输出阻抗很低，可以看成电压源，而电位与Rs右端相同。这样就避免了R2中电流对输出的影响(R2不从输出端取用电流)。由运放虚短概念可知，V2=V1,V5=V4V3=V2+(V2/R3)*R4>V3=V2*(1+R4/R3)=V1*(1+R4/R3)V1=R1*(V5-V)/(R1+R2)+V>V5=V1*(1+R2/R1)-V*(R2/R1)=V3-V*(R2/R1)=V4采样电阻RS两端的电压为：V4-V3=V*(R2

6、/R1)流过RS的电流为：(V*(R2/R1)/RS,其大小与负载电阻RL无关，受输入电压V控制。因此一般在处理器端对数据进行采集时，一般是把电流信号转化为电压信号，再用ADC来处理。对于精度不高的场合可以就直接接一个250欧姆的精密电阻，转化为1-5V的信号。如果精度要求高的话可以先用运放来处理再用ADC采集。下面是几种恒流源电路。所谓环的概念，它要出去两根线进行传输，到达处理器之后要接上负载电阻，以供AD采样。正好构成一个环状。电流环通信原理比较古老的通信方式，RS232通信的资料一大堆就不多说了。20mA电流环路串行接口也是一种应用较广的接口电路，其串行通信接口电路如图所示，由于其没有形

7、成正式标准,因此一般计算机的数据传送设备不具有这种接口。但其接口电路简单,发送正、发送负、接收正、接收负四根线分别组成了输入电流回路和输出电流回路。在发送数据时,根据数据的逻辑1和逻辑0来有规律的使回路形成通、断状态（图中用开关示意电流的有无）。电流环串行通信接口的最大优点是低阻抗传输线对电气噪声不敏感,而且易实现光电隔离,且传输距离很长。幽220mA电说环RS串打通伯按口I亠R1九2kX'out4-20mA100OP-07R5分析一个大家接触得较多的电路。很多控制器接受来自各种检测仪表的020mA或420mA电流，电路将此电流转换成电压后再送ADC转换成数字信号，图九就是这样一个典型

8、电路。如图420mA电流流过采样100Q电阻R1,在R1上会产生0.42V的电压差。由虚断知，运放输入端没有电流流过，则流过R3和R5的电流相等，流过R2和R4的电流相等。故：(V2-Vy)/R3=Vy/R5a(V1-Vx)/R2=(Vx-Vout)/R4b由虚短知：Vx=Vyc电流从020mA变化，则V1=V2+(0.42)d由cd式代入b式得(V2+(0.42)-Vy)/R2=(Vy-Vout)/R4.e如果R3=R2，R4=R5，则由e-a得Vout=-(0.42)R4/R2f图九中R4/R2=22k/10k=2.2,则f式Vout=-(0.884.4)V,即是说，将420mA电流转换成了-0.88-4.4V电压，此电压可以送ADC去处理。电流可以转换成电压，电压也可以转换成电流。图十就是这样一个电路。上图的负反馈没有通过电阻直接W反馈，而是串联了三极管Q1的发射结，大家可不要以为是一个比较器就是了。只要是放大电路，虚短虚断的规律仍然是符合的！由虚断知，运放输入端没有电流流过，贝(Vi-V1)/R2=(V1-V4)/R6a同理(V3-V2)/R5=V2/R4b由虚短知V1=V2c如果R2=R6，R4=R5，则由abc式得V3-V4=Vi上式说明