4～20mA電流輸出型接口處理方法

電流輸出型變送器的輸出范圍常用的有0～20mA及4～20mA兩種，電流變送器輸出zui小電流及zui大電流時，分別電流變送器所標定的zui小及zui大額定輸出值。
　　下面以測量范圍為以0～１００Ａ的電流變送器為例進行敘述。對于輸出0～20mA的變送器0mA電流對應(yīng)輸入０Ａ值，輸出4～20mA的變送器4mA電流對應(yīng)輸入0Ａ值，兩類傳感器的20mA電流都對應(yīng)１００Ａ值。
　　對于輸出0～20mA的變送器，在電路設(shè)計上我們只需選擇合適的降壓電阻，在A/D轉(zhuǎn)換器輸入接口直接將電阻上的０－５Ｖ或０－１０Ｖ電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號即可，電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理都比較簡單。但劣勢是無法判別變送器的損壞,無法辨別變送器輸出開路和短路。
　　對于輸出4～20mA的變送器，電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理上都比較煩瑣。但這種變送器能夠在變送器線路不通時,短路時或損壞時通過能否到正常范圍內(nèi)的電流（正常時zui小值也有4mA），來判斷電路是否出現(xiàn)故障，變送器是否損壞,因此得到為普遍的使用。
　　由于4～20mA變送器輸出4mA時，在取樣電阻上的電壓不等于0，直接經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量也不為0，單片機無法直接利用，通過公式計算過于復雜。因此般的處理方法是通過硬件電路將4mA在取樣電阻上產(chǎn)生的電壓降消除，再進行A/D轉(zhuǎn)換。這類硬件電路推RCV420,是種精密的I/V轉(zhuǎn)換電路,還有應(yīng)用LM258自搭的I/V轉(zhuǎn)換電路,這個電路由兩線制電流變送器產(chǎn)生的4～20mA電流與24V以及取樣電阻形成電流回路，從而在取樣電阻上產(chǎn)生個1-5V壓降，并將此電壓值輸入到放大器LM258的3腳。電阻分壓電路用來在集成電路LM258的2腳產(chǎn)生個固定的電壓值，用于抵消在取樣電阻上4mA電流產(chǎn)生的壓降。所以當兩線制電流變送器為zui小值4mA時，LM258的3腳與2腳電壓差基本為0V。LM258與其相連接的電阻構(gòu)成可調(diào)整電壓放大電路，將兩線制電流變送器電流在取樣電阻上的電壓值進行放大并通過LM258的1腳輸出至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，供單片機CPU讀入，通過數(shù)據(jù)處理方法將兩線制電流變送器的4-20mA電流在LCD/LED屏幕上以0-100A值的形式顯示出來。