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精密电流发送/源-汇校准器具有广泛的顺应范围处理办法

来源:analog 发布时间:2023-07-28

摘要: 该电路配置一个轨对轨运放(MAX4236)作为精密电流校定器(源或汇),它也可以用作4-20mA电流环路系统中的汇发送器。

许多工业I&C应用使用电流环路作为测量和执行器控制的物理链路。电流回路在4-20mA和5-50mA范围是典型的,以及其他不太常见。最流行的和仍然存在的是4-20mA标准。

环路精度取决于发射器将传感器信号转换为电流的能力,以及电流传递函数(在接收器处测量)相对于温度、环路的物理长度、环路供电电压的稳定性以及随着硬件老化而出现的其他不确定性的稳定性。

除了其电流传递函数的线性和稳定性外,电流环路的发送器输出必须提供较大的动态阻抗,以尽量减少环路电压(在发送端)对输出电流的影响。端子处的最大耐受电压也很重要。越高越好,因为工业厂房中的电磁环境并不总是良性的。最小允许的发送端电压,它决定了给定线规的最大回路长度(或给定回路运行所需的最小导线截面),应同时最小化。

图1的发射机电路提供了非常高的输出阻抗(10(8)到10(9)欧姆)和宽的顺应范围(4V到90V)。下限由放大器的最小工作电压设定,上限由输出器件(n沟道耗尽型MOSFET)在电流范围的20mA高端允许的功耗设定。在20毫秒左右的短时间内,最大电压可高达200伏。


图1所示、这种基本的环路供电,高遵从性,精密电流接收器(或源)(a)可以修改为4-20mA接收器发射器(b)

基本电路(图1a)配置为环路校准器。根据所示的组件,它可以在0°C至85°C的范围内以10位精度运行,加上电阻r的不确定性。只有两个端子,它可以作为下沉或源校准器运行。

在图1b中,该电路经过修改,用作0 v至4v输出范围的开环电流传感器的接口。在这种情况下,传递函数的精度取决于参考(MAX6138)和接口网络中电阻的精度。因为参考等电位(地)是由仪器和变送器共享的,你应该小心不要在电路实现中产生地回路。

MAX4236的输入特性(20µV最大偏置和2µV/°C偏置温度漂移),高增益(110dB),以及在负轨输入下工作的能力,使得所有其他组件的影响可以忽略不计。因此,为了达到更高的精度,必须使用采用机械或集成电路调整电位器的标准微调技术。

MAX4236能够在输入电压降至负轨的情况下工作,这对于电路精度至关重要,因为它允许放大器的工作电流通过输出电流检测电阻,在电路控制下,它成为输出电流的一部分。更多信息,包括MAX4236, MAX5490和


这篇文章的类似版本出现在2009年3月24日的ED杂志上。



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