4～20mA電流變送器在工業(yè)控制中的應(yīng)用

三線制4～20ma電路在設(shè)計上是由變送器端提供工作電源,為避免50/60hz的工頻干擾,采用電流來傳輸信號。xtr調(diào)節(jié)器和現(xiàn)場的負載共用一個地接。方案設(shè)計需要考慮：

（1）電流環(huán)路中的接收器的數(shù)量;

（2）更多的接收器要求變送器擁有更高的工作電壓;

（3）保證變送器所必需的工作電壓,并應(yīng)該有一定的余量。

ti提供的三線制的變送器應(yīng)用方案如圖3所示,圖中xtr110是一個用于模擬信號傳送的精密的電壓-電流轉(zhuǎn)換器,它可以將0～5v或0～10v的輸入電壓直接轉(zhuǎn)換到4～20ma、0～20ma、5～25ma的輸出信號。xtr110含有精密的電阻網(wǎng)絡(luò),以適應(yīng)不同的輸入輸出要求。一個10v的電壓參考可以用于驅(qū)動外部電路。

4～20ma的校正

傳統(tǒng)的4～20ma校正,要求特殊的夾具固定,需要特別的激光或手動電阻器調(diào)整,而調(diào)整是相互影響的,需要一個測試、調(diào)整,再測試、再調(diào)整的過程,調(diào)整次數(shù)和范圍有限。電子器件和傳感器調(diào)整起來不夠方便。

現(xiàn)代的數(shù)字化4～20ma校正,它允許電子器件和傳感器在封裝之后進行調(diào)整;可通過計算機計算出校正系數(shù)來簡化數(shù)值調(diào)整;可以有無限的調(diào)整次數(shù),并且有很好的分辨率和較寬的調(diào)整范圍;調(diào)整過程中不存在相互影響;電子器件和傳感器可以很方便地調(diào)整。

xtr108是ti提供的校正4～20ma的解決方法。它具有480 a的電流參考,它提供rtd的非線性校正,不需要外加可調(diào)電阻器。xtr108的特點有：
（1）具有傳感器的線性化電路;

（2）數(shù)字校正。通過spi接口可以直接對xtr108設(shè)置,通過spi接口可直接編程eeprom;

（3）自動穩(wěn)零的可編程增益的應(yīng)用放大器的增益范圍為6.26～400倍;

（4）rtd激勵的可編程電流的分辨率為1.54 a;

（5）校正參數(shù)存儲在外接的eeprom中;

（6）可編程的過量程和欠量程的輸出。

此外,ti還提供一款橋路傳感器的數(shù)字校正解決方案——pga309,它是專為壓力橋路傳感器設(shè)計的可編程模擬信號調(diào)節(jié)器。它模擬放大器傳感信號并提供對色調(diào)電壓和滿度電壓的數(shù)字校正,由于避免了手動調(diào)整而獲得了長期的穩(wěn)定性,并將輸出電壓信號轉(zhuǎn)換成4～20ma的輸出。