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                       電流變送器疑難解答二

四.4～20mA電流輸出型到接口一般有哪些處理方法?

   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，分別代表電流變送器所標(biāo)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(jìn)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檢測到正常范圍內(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,因此得到更為廣泛普遍的使用。

    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(jī)無法直接利用，通過公式計算過于復(fù)雜。因此一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(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。這類硬件電路*RCV420,是一種精密的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)生一個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)生一個固定的電壓值，用于抵消在取樣電阻上4mA電流產(chǎn)生的壓降。所以當(dāng)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(jìn)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(jī)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。圖2

五.什么是兩線制電流變送器的6大全面保護(hù)功能：

1、輸入過載保護(hù)；
2、輸出過流限制保護(hù)；
3、輸出電流長時間短路保護(hù)；
4、兩線制端口瞬態(tài)感應(yīng)雷與浪涌電流TVS抑制保護(hù)；
5、工作電源過壓極限保護(hù)≤35V；
6、工作電源反接保護(hù)。

六.怎樣辨別真假優(yōu)劣的電流電壓變送器?

    生產(chǎn)資料市場化以后，加劇激烈的競爭，真假優(yōu)劣難辨，又因變送器是邊緣學(xué)科，很多工程設(shè)計人員對此較陌生，有些廠家產(chǎn)品工業(yè)級別和民用商用級別指標(biāo)混淆（工業(yè)級的價格是民用商用級的2-3倍）有些廠家產(chǎn)品用幾角錢的LM324和LM431就可以做出一只變送器，不信的話您打開看看，你幾百元買來的是不是用的LM324和LM431，這樣的變送器送您，您敢不敢用呵！

    筆者試以常用的0.5級精度的電流電壓變送器為例，從以下方法著手來辨別真假優(yōu)劣。

 1基準(zhǔn)要穩(wěn),４mA是對應(yīng)的輸入零位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不穩(wěn)，談何精度線性度，冷開機(jī)３分鍾內(nèi)４mA的零位漂移變化不超過4.000mA0.5%以內(nèi);即3.98-4.02mA,負(fù)載250Ω上的壓降為0.995-1.005V，國外IC心片多用昂貴的能隙基準(zhǔn)，溫漂系數(shù)每度變化10ppm；
 2內(nèi)電路總計消耗電流<4mA,加整定后等于4.000mA,而且有源整流濾波放大恒流電路不因原邊輸入變化而消耗電流也隨之變化，國外IC心片采用恒流供電；
 3當(dāng)工作電壓24.000V時,滿量程20.000mA時,滿量程20.000mA的讀數(shù)不會因負(fù)載0-700Ω變化而變化;變化不超過20.000mA0.5%以內(nèi)；
 4當(dāng)滿量程20.000mA時,負(fù)載250Ω時,滿量程20.000mA的讀數(shù)不會因工作電壓15.000V-30.000V變化而變化;變化不超過20.000mA0.5%以內(nèi)；
 5當(dāng)原邊過載時，輸出電流不超過25.000mA+10%以內(nèi)，否則PLC/DCS內(nèi)供變送器用的24V工作電源和A/D輸入箝位電路因功耗過大而損壞，另外變送器內(nèi)的射隨輸出亦因功耗過大而損壞，無A/D輸入箝位電路的更遭殃；
 6當(dāng)工作電壓24V接反時不得損壞變送器,必須有極性保護(hù);
 7當(dāng)兩線之間因感應(yīng)雷及感應(yīng)浪涌電壓超過24V時要箝位,不得損壞變送器；一般在兩線之間并聯(lián)1-2只TVS瞬態(tài)保護(hù)二極管 1.5KE可抑制每20秒間隔一次的20毫秒脈寬的正反脈沖的沖擊,瞬態(tài)承受沖擊功率1.5KW-3KW;
 8產(chǎn)品標(biāo)示的線性度0.5％是誤差還是相對誤差,可以按以下方法來辨別方可一目了然:符合下述指標(biāo)是真的線性度0.5％.
 原邊輸入為零時輸出４mＡ正負(fù)0.5%3.98-4.02mA,負(fù)載250Ω上的壓降為0.995-1.005V
 原邊輸入10％時輸出5.6mＡ正負(fù)0.5%5.572-5.628mA負(fù)載250歐姆上的壓降為1.393-1.407V
 原邊輸入25％時輸出8mＡ正負(fù)0.5%7.96-8.04mA負(fù)載250Ω上的壓降為1.990-2.010V
 原邊輸入50％時輸出12mＡ正負(fù)0.5%11.94-12.06mA負(fù)載250Ω上的壓降為2.985-3.015V
 原邊輸入75％時輸出16mＡ正負(fù)0.5%15.92-16.08mA負(fù)載250Ω上的壓降為3.980-4.020V 
 原邊輸100％時輸出20mＡ正負(fù)0.5%19.90-20.10mA負(fù)載250Ω上的壓降為4.975-5.025V
 9原邊輸入過載時必須限流:原邊輸入過載大于125%時輸出過流限制25mＡ+10%25.00-27.50mA負(fù)載250Ω上的壓降為6.250-6.875V；
 10感應(yīng)浪涌電壓超過24V時有無箝位的辨別:在兩線輸出端口并一個交流50V指針式表頭,用交流50V接兩根線去瞬間碰一下兩線輸出端口,看有無箝位,箝位多少伏可一目了然啦;
 11有無極性保護(hù)的辨別:用指針式萬用表Ω乘10K檔正反測量兩線輸出端口,總有一次Ω阻值無限大,就有極性保護(hù)；
 12有無極輸出電流長時間短路保護(hù)：原邊輸入100％時或過載大于125%-200%時，將負(fù)載250Ω短路，測量短路保護(hù)限制是否在25mＡ+10%；
 13工業(yè)級別和民用商用級別的辨別:工業(yè)級別工作溫度范圍是-25度到＋７０度，溫漂系數(shù)是每度變化１００ppm,即溫度每度變化１度,精度變化為萬分之一；民用商用級別工作溫度范圍是０度（或-10度）到＋７０度（或+50度）,溫漂系數(shù)是每度變化25０ppm,即溫度每度變化１度,精度變化為萬分之二點(diǎn)五；電流電壓變送器的溫漂系數(shù)可以用恒溫箱或高低溫箱來試驗(yàn)驗(yàn)證較繁瑣。

 上述13種方法同樣可用與其它變送器真假優(yōu)劣的辨別。

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