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4mA至20mA压力传感器变送器,集成电压或电流驱动

接线图 2023年09月27日 21:07 185 admin

  一、电路功能与优势

  图1所示电路是一款灵活的电流发送器,可将压力传感器的差分电压输出转换为4 mA至20 mA电流输出。

  该电路针对各种桥式电压或电流驱动型压力传感器而优化,仅使用了5个有源器件,总不可调整误差低于1%。电源范围为7 V至36 V,具体取决于元件和传感器驱动器配置。

  该电路的输入具有ESD保护功能,并且可提供高于供电轨的电压保护,是工业应用的理想选择。

  4mA至20mA压力传感器变送器,集成电压或电流驱动  第1张

  图1. 压力传感器信号调理电路,具有4 mA至20 mA输出(显示为传感器
电压驱动模式),原理示意图:未显示所有连接和去耦)

  二、电路描述

  该设计提供完整的4 mA至20 mA发送器压力传感器测量解决方案。有三个重要的电路级:传感器激励驱动、传感器输出放大器和电压-电流转换器。

  电路所需总电流(不计电桥驱动电流和输出电流)为5.23 mA (最大值),如表1所示。

4mA至20mA压力传感器变送器,集成电压或电流驱动  第2张

  激励:电压驱动配置

  需使用电压驱动或电流驱动,具体取决于所选压力传感器。该电路使用四分之一的 ADA4091-4 (U2A),并通过开关S1选择不同配置,支持两种选项之一。图2显示电压驱动配置,S1位置最靠近识别标志(参见CN0295设计支持包中的完整电路布局和原理图: http://www.analog.com/CN0295-DesignSupport。电压驱动通常采用该级的增益(1 + R5/R6)配置为6 V电桥驱动电压。其他驱动电压可通过适当改变电阻比获得:

  4mA至20mA压力传感器变送器,集成电压或电流驱动  第3张

  请注意,电源电压VCC应至少比电桥驱动电压高0.2 V,以便让U2A具有足够的裕量。 ADA4091-4:

  4mA至20mA压力传感器变送器,集成电压或电流驱动  第4张

  4mA至20mA压力传感器变送器,集成电压或电流驱动  第5张

  该电路选择运算放大器 ADA4091-4,因为它具有低功耗(每个放大器250 μA)、低失调电压(250 μV)以及轨到轨输入输出特性。

  因为ADR02的精度(A级:0.1%,B级:0.06%)和低静态电流 (0.8 mA)特性,选用ADR02作为5 V基准电压源。

  4mA至20mA压力传感器变送器,集成电压或电流驱动  第6张

  图2. 传感器电压驱动配置(原理示意图:未显示所有连接和去耦)

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标签: 变送器

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