老信4-20ma电流信号发生器全新全细讲解
4-20mA信号传输的详解

4-20mA信号传输的详解我来回答这个问题,希望能让你走出困惑。
远距离传输模拟信号,使用电压方式显然不合理,因为有线路消耗存在压降,当然有些人说可以以高传输阻抗减少传输电流来降低压降的影响,但是系统的抗干扰能力大大降低。
把敏感器件的信号转换成电流信号来传输可以消除传输线带来的压降误差,但是多大合适呢?我们的双绞线特性阻抗是50欧姆左右,相隔1CM宽的0.2平方毫米的导线特性阻抗300欧姆左右,所以负载电阻选择50-300欧姆比较理想,为了AD转换方便,负载电阻上的信号最大量程值一般5-10V比较合适,那么权衡所有,负载电阻250欧姆,电流20mA,负载压降5V比较满意。
那么为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢?为了减少接线的复杂性,传感器选择2线要比多线简单的多,2线既要传输信号,又要给传感器供电,所以设计者从中盗窃4mA电流给传感器放大电路供电,这样4-20mA的标准就确定了。
如果还不明白,就给我QQ留言吧,我一定让你弄明白是怎么回事。
4-20MA信号是IEC规定的过程控制标准模拟信号,我过为3型仪表制式,因为是电流传送,只要导线内阻加负载电阻*20MA后,小于规定的上限电压就可以,是专们远传用的,比2型表的0`10MA不同的是可以克服零点死区,干扰不大的情况也无须屏蔽,负载端也可加一250欧电阻形成1~5V电压信号给接受的二次仪表。
要看你的线径了,如果阻抗小的话,1000M-2000M没有问题;当然你还可以选择无线传送信号。
换用其他的线,可以有效提高信号强度及干扰。
4-20mA输出信号,传输距离有限制,关键看信号输出设备可以拉升到多高的电压和是否具有输出的功率。
如果距离较远的话,可以在一定距离上增加MHM-04B 信号中继器,提升信号的传输距离。
同时还要注意,传输距离越长,可能受到干扰的可能性也就越大。
所以较合理的设计方案是在增加信号中继器后,再加装一个无源型的信号隔离器(MHM-05A),这样可以有效的将传输中的干扰信号隔离掉。
4-20ma信号发生器电路

4-20ma信号发生器电路制作要求:以精度0.5级为例,二线制4~20mA模拟恒环路信号发生器执行标准:GB/T13850-1998;(1)基准要稳,4mA是对应的输入零位基准,基准不稳,谈何精度线性度,冷开机3分锺内4mA的零位漂移变化不超过4.000mA0.5%以内;(即3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V,国外IC心片多用昂贵的能隙基准,温漂系数每度变化10ppm;(2)内电路总计消耗电流<4mA,加整定后等于4.000mA,而且有源整流滤波放大恒流电路不因原边输入变化而消耗电流也随之变化,国外IC心片采用恒流供电;(3)当工作电压24.000V时,满量程20.000mA时,满量程20.000mA的读数不会因负载0-700Ω变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内;(4)当满量程20.000mA时,负载250Ω时,满量程20.000mA的读数不会因工作电压15.000V-30.000V变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内;(5)当原边过载时,输出电流不超过25.000mA+10%以内,否则PLC/DCS内供变送器用的24V工作电源和A/D输入箝位电路因功耗过大而损坏,另外变送器内的射随输出亦因功耗过大而损坏,无A/D输入箝位电路的更遭殃;(6)当工作电压24V接反时不得损坏变送器,必须有极性保护;(7)当两线之间因感应雷及感应浪涌电压超过24V时要箝位,不得损坏变送器;一般在两线之间并联1-2只TVS瞬态保护二极管 1.5KE可抑制每20秒间隔一次的20毫秒脉宽的正反脉冲的冲击,瞬态承受冲击功率1.5KW-3KW;(8)产品标示的线性度0.5%是绝对误差还是相对误差,可以按以下方法来辨别方可一目了然:符合下述指标是真的线性度0.5%.原边输入为零时输出4mA正负0.5%(3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V原边输入10%时输出5.6mA正负0.5%(5.572-5.628mA)负载250欧姆上的压降为1.393-1.407V原边输入25%时输出8mA正负0.5%(7.96-8.04mA)负载250Ω上的压降为1.990-2.010V原边输入50%时输出12mA正负0.5%(11.94-12.06mA)负载250Ω上的压降为2.985-3.015V原边输入75%时输出16mA正负0.5%(15.92-16.08mA)负载250Ω上的压降为3.980-4.020V原边输入100%时输出20mA正负0.5%(19.90-20.10mA)负载250Ω上的压降为4.975-5.025V(9)原边输入过载时必须限流:原边输入过载大于125%时输出过流限制25mA+10%(25.00-27.50mA)负载250Ω上的压降为6.250-6.875V;(10)感应浪涌电压超过24V时有无箝位的辨别:在两线输出端口并一个交流50V 指针式表头,用交流30-35V接两根线去瞬间碰一下两线输出端口,看有无箝位,箝位多少伏可一目了然啦;(11)有无极性保护的辨别:用指针式万用表Ω乘10K档正反测量两线输出端口,总有一次Ω阻值无限大,就有极性保护;(12)有无极输出电流长时间短路保护:原边输入100%时或过载大于125%-200%时,将负载250Ω短路,测量短路保护限制是否在25mA+10%;(13)工业级别和民用商用级别的辨别:工业级别工作温度范围是-25度到+70度,温漂系数是每度变化100ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之一;民用商用级别工作温度范围是0度(或-10度)到+70度(或+50度),温漂系数是每度变化250ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之二点五。
4-20mA输出电路讲解

4-20mA输出电路讲解编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(4-20mA输出电路讲解)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为4-20mA输出电路讲解的全部内容。
4-20mA输出电路一、4—20mA电流环工作原理在工业现场,用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输,会产生以下问题:1.由于传输的信号是电压信号,传输线会受到噪声的干扰;2。
传输线的分布电阻会产生电压降;3。
在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。
为了解决上述问题和避开相关噪声的影响,我们用电流来传输信号,因为电流对噪声并不敏感。
4~20mA的电流环便是用4mA表示零信号,用20mA表示信号的满刻度,而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。
对4-20mA电路的输出要求1)输出电流与输入电压成正比;2)输出电流为恒流源.即当负载电阻在规定范围内变化时,输出电流保持不变;3)输出电流对电源变化、环境温度等的变化不敏感。
一般地,还要附加一个要求,即输入电压与输出电流共地。
二、4—20mA电路1。
7362405593由图可见,电路中的主要元件为一运算放大器LM324和三极管BG9013及其他辅助元件构成,V0为偏置电压,Vin为输入电压即待转换电压,R 为负载电阻.其中运算放大器起比较器作用,将正相端电压V+输入信号与反相端电压V-进行比较,经运算放大器放大后再经三极管放大,BG9013的射级电流Ie作用在电位器Rw上。
由运放性质可知:V—= Ie•Rw= (1+ k)Ib•Rw (k为BG9013的放大倍数),流经负荷R 的电流Io即BG9013的集电极电流等于k•Ib。
4到20mA电流信号发生器电路

4~20mA电流信号发生器电路
许多网友发信请求提供自制低成本,适应多种电源的精度0.5级的4~20mA电流信号发生器电路,用来自制。
根据实际情况本人将以前设计的二线制交流电流变送器电路稍作修改修改后,提供给大家进行自制。
具体的电路分析清参照“老信”的博客里的“二线制交流电流变送器的设计步骤”一文。
经过实际测试,在电流输出20mA时,电路内部压降为7V左右。
在12V电源时,输出带负载能力为250欧姆。
在24V电源时,输出带负载能力大于750欧姆。
精度等级0.5级。
欢迎大家将实际制作过程反馈至本人博客文章里的留言里,供大家参考。
同时欢迎提供更好的电路供大家交流提高。
4-20M电路的讲解

0~10V转换为4~20mA电路分析信老师,您好!我是机械电子专业的学生,正在做“电流转换电路”的设计,0~10V 转换为4~20mA,我遇到了很大的问题,就是不会推导输入电压和输出电流的关系式,我附上了题目和相关的图,您能就以下两个思考题帮我分析一下么?然后给我回复。
我在中华工控网也给您回帖了!万分感谢,有机会来北京我请您吃饭,呵呵![附题]简要说明:为提高抗干扰能力,模拟信号经常采用4~20mA电流信号进行远距离传输。
本电路的功能是将0~10V的输入电压信号ui转换成4~20mA 的电流信号Io供长距离传输用。
思考题:1.电路中电位器W1、W2和W3的作用各是什么?怎样相互配合调整才能使输出范围为4~20mA。
2.图中第2级放大器的增益应如何计算?(难点)回答:1,首先说明,按照你提供的参数是不能正常工作的!2,N1在输入10V时会反相饱和导通。
原因是你在抄袭电路时,将R2,W1的阻值搞错了。
3,第1级N1是反相衰减是放大器,应该将输入的0~10V电压信号变成负0~1.6V的信号。
增益A=-(RF/Rf)UiRF=R2+W1=1.5KΩ+200ΩRf=R1=10KΩ此时 A=-(1.6/10)Ui=0.16(0~10V)=0~1.64, 第2级N2是反相加法器,在接受前级输入的-0~1.6V同时与零点基准电压W2取来的-4V电压相加后,再与反馈电压VR11(0.4~2V)比较取得平衡,从而达到稳定输出电流的目的。
加法器电路是一个典型的反相加法放大器,输出电压Eo可以有以下公式表示:Eo=-[Vi1(RF/Rf1)+Vi2(RF/Rf2)]式中 Eo 输出电压Vi1 前级来的信号电压(-0~1.6V)Vi2 系统零点基准调节电压(-4V)RF 加法器反馈电阻(10KΩ+600Ω)Rf1 前级信号输入电阻(10KΩ)Rf2 基准调节电压信号的输入电阻(100KΩ)由于后一级电路要求,反相加法放大器是一个1:1的加法电路。
4至20mA信号发生器

辽宁工业大学单片机及接口技术课程设计(论文)题目:直流4~20mA电流信号发生器院(系):电子与信息工程学院专业班级:学号:学生姓名:指导教师:教师职称:讲师起止时间:2012.7.5—2012.7.13课程设计(论文)任务及评语目录第1章设计方案论证 (1)1.1设计的应用意义 (1)1.2设计方案选择 (1)1.3总体设计方案框图及分析 (2)控制模块: (2)显示电路模块: (2)压控恒流模块: (3)第2章硬件电路设计 (4)2.1单元电路设计与原理分析 (4)显示部分 (5)稳压电源部分 (7)第3章程序设计 (9)3.1主程序流程图,如图3.1所示。
(9)3.2 源程序清单 (9)第4章设计总结 (12)参考文献 (13)附录1: (14)附录2: (16)第1章设计方案论证1.1设计的应用意义随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展,在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域,经常需要用到各种各样的信号发生器。
信号发生器是科研、教学试验及各种电子测量技术中很重要的一种信号源。
在科学研究或在工厂的电子产品上有着广泛的应用。
当今社会,数控恒压技术已经比较成熟,但是恒流方面特别是数控恒流的技术才刚刚起步且有待发展,高性能的数控恒流器件的开发和应用存在巨大的发展空间。
本文正是应社会发展的需求,研制出一种基于单片机的高性能的数控直流恒流源。
本信号发生系统输出电流稳定,输出电流可在0~20mA范围内任意设定,不随负载和环境温度的变化,并具有较高的精度,因而可实际应用于需要高稳定度小功率的信号源的领域。
1.2设计方案选择根据题目要求与提示,系统设计可划分为稳压电源、控制器、压控恒流源、显示模块四部分。
压控恒流源是本系统的功率模块部分,主要起电流输出调整的作用。
稳压电源主要是为压控电流源提供主电源以及为控制器提供辅助工作电源。
采用51系列单片机作为整机的控制单元,通过改变输入数字量来改变输出电流值。
4-20ma电流信号放大器阐述及解析

4-20ma电流信号放大器简介什么是信号隔离器?安装注意什么?工业控制系统中,时长能够见到信号隔离器的身影。
那么,什么是信号隔离器?信号隔离器安装注意什么?接下来,专注研发、设计、生产工业控制产品的——小编为您解答。
什么是信号隔离器?信号隔离器别名信号隔离器、信号转换器、信号调理器,是工业控制系统中较为重要的构成部分, 信号隔离器是一种采用光电隔离原理或者磁电隔离原理,将输入信号进行隔离和转换后输出的电子设备。
它的优势在于,对高、低频干扰信号的抑制方面均有着不错的表现。
使在大功率变频控制系统中依然能够可靠的使用。
信号隔离器安装注意什么?由于信号隔离器生产厂家不同,所以,在安装产品的时候对信号隔离器的生产工艺、接线定义是不一样的。
不过,它的使用场合基本上是相同的,因此,对于产品的维护方面基本相同。
1、使用前,小编建议施工人员,先详细的查看一下信号隔离器使用说明书,掌握一下产品的性能知识和使用方式。
2、作为信号隔离使用时,施工人员需要先将输入端串入环路电路中,然后,输出端接取样回路。
3、作为隔离配电使用时,施工人员需要将输入端并入电源电路中,然后,输出端接变送器。
4、如果安装后,遇到信号隔离器不正常工作的情况,施工人员需要检查一下接线方面是否正确,注意电源有无及极性反正。
主要特性:>>精度等级:0.1级、0.2级。
产品出厂前已检验校正,用户可以直接使用>>所有输入、输出及供电电源之间全部互相隔离。
>>辅助电源:5V/12V/15V/24VDC(范围±10%)>>四路国际标准信号输入:0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等>>四路输出标准信号:0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等,具有高负载能力>>全量程范围内极高的线性度(非线性度<0.2%)>>标准DIN35 导轨式安装(尺寸:120 x 70 x 43mm)>>具有较强的抗电磁干扰和高频信号干扰能力应用:>>模拟信号数据隔离、采集和变换,信号隔离器>>隔离4-20mA或0-20mA信号传输>>工业现场信号隔离及变换>>信号长线无失真传输>>仪器仪表信号收发>>电力监控、医疗设备隔离>>变频器信号隔离采集>>PLC/FA 电机信号隔离控制>>非电量信号变送产品最大绝对额定值:Continuous Isolation Voltage(持续隔离电压):3000VDCJunction Temperature(工作温度):+85℃Storage Temperature (存贮温度):+150℃电源电压范围:±10%Vin注意:如果超出上述范围,产品可能会引起永久性损坏。
信号发生器中文说明书,4-20ma,0-10V,0-2ma,PWM信号,正弦波信号,多功能信号发生器

JLY-SG-01 信号发生器 JLY-SG-01信号发生器JLY-SG-01使用范围:信号发生器JLY-SG-01包含了电子设计、现场调试、调光调速、恒流驱动、正弦波信号等电子开发和调试过程中常用的信号。
PWM和0-10V信号可以用来对电机进行调速和对LED进行调光;正弦波发生器可以用来作为激励信号进行调制和解调;4-20ma和0-10V可以用来调试变送器和传感器;0-2ma可以用来驱动小信号传感器;Modbus 接口可以使该信号发生器与PLC和PC进行通信。
信号发生器包含:●2路0-10V信号 ●2路4-20ma信号 ●1路0-2ma信号 ●1路正弦波信号 ●4路PWM信号 ●1路Modbus信号。
每一路信号接口独立,互不影响。
即所有信号都可以同时工作。
系统开放校准接口,用户可自行校准,但须严格按照校准说明步骤进行JLY-SG-01信号发生器 JLY-SG-01JLY-SG-01主要特点:● 仪器小巧,告别笨重。
可手持、可桌面放置、可导轨安装亦可墙壁安装。
● 温度补偿,良好的稳定性,超高的精度 ● 工业化设计,响应速度快● 信号接口丰富且每路信号独立运行,互不干扰。
一机在手,调试无忧 ● 高亮度点阵屏,硅胶按键,手感颜值爆表 ● 模拟信号最低可以调整到0,使信号更完整技术指标:● 4-20ma:精度±0.5%,负载小于300Ω ● 0-2ma:精度±0.5%,负载小于3k Ω ● 0-10V: 精度±0.5%,负载大于5k Ω ● 正弦波信号:频率精度±0.5%,负载大于10K Ω,峰峰值:4.2V。
其频率可设置范围:50Hz ~ 999.999KHz ● PWM 信号:频率精度±0.5%,负载大于10K Ω,VH>2.4V,VL<0.6V,Vmax=5V。
其频率可设置范围:100Hz ~ 200KHz● 12~15VDC 供电,最大电流500ma ● 工作温度:0~50℃ ● 存储温度:-20~65℃ ● LCD12864显示屏,硅胶按键● 参数可通过MMI 按键设置亦可通过Modbus 设置 ● 预留用户校准接口,当仪表误差大时可自行校准(须严格按照校准操作章节进行操作)接线图:操作说明:●开机/关机操作关机状态下,短按“M”系统开机;开机状态下,长按“M”3s,待显示屏变暗后松开按键即可关机。
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二线制交流电流变送器的设计步骤作者信继华前言根据广大网友的要求,特别是刚走出学校门的大学生们,在进行电路设计时,面对新的项目,无法下手,不知道具体的设计思路从何处怎样开展,到处求人提供资料,而大部分都不能实用。
本人经常收到网友的求助,要求提供设计思路。
但本人的答复仅对某个项目提出一点建议,而针对广大网友来讲,起不到启发作用!原因是,很多网友不希望本人公开答复,一是担心提出的问题太低级,招来某些“闲人”的热潮冷讽。
二是存在人们固有的保守思想的影响,不想让别人知道他的“秘密项目”。
用现在比较时髦的话来讲,称“保护知识产权”。
知识产权是有时效性的!过分强调保护知识产权,对于整个社会的发展是有害而无益的!比如本人在网上转载多年前公开发行的专业书籍,就引来不少非议。
而提出非议的并不是作者本人!我想,作者写书的目的并非纯粹为了经济利益吧?在这里提醒大家一下,任何项目,从设计到实施完成,都是一个系统工程,并非是某一个专业能够独立完成的。
它需要不同专业的密切配合,齐心协力,共同攻关,最终的成功必定是一个集体智慧的结晶!为了向大家提供一个具体的设计思路,这里将本人十年前设计的一个小项目的具体步骤公开出来,希望能够给大家今后进行设计项目时起到一点引导作用。
同时也希望专家学者给本人提出批评指导意见。
二线制交流电流变送器的设计步骤已知大电流电流互感器均将不同的电流转换成0~5A 的交流电流进行现场显示。
而进行远距离传送时,必须将该电流转换成标准直流电流信号4~20mA,才能进行传送。
市场上此类交流电流变送器大都采用“四线制”的方法:即交流电源线二根,直流电流信号线二根。
而我们设计的是“二线制交流电流变送器”则只采用二根电线:即在给变送器内的电路提供直流电源的同时,将根据0~5A 交流电流变化的变送输出标准直流电流信号4~20mA远传至控制室显示或进入计算机内处理后在显示器画面上显示。
设计思路1,选择低功耗元器件,在满足功能要求的前提下,尽量简化电路,满足二线制仪表的要求。
2,采取有效措施,提高系统的抗干扰能力,减小温度飘移。
3,完善系统保护措施,增加仪表的可靠性。
一,互感器的选择电流互感器是一种交流电流/电流变换器,当初级流过交流电流时,次级线圈则对应其变比产生交流电流。
再通过负载电阻转换成交流电压信号。
合理选择互感器的变比十分重要。
在选择变比之前,首先要确定通过互感器产生的负载电压是否满足变送电路需要的输入信号电压。
通常我们将输入信号电压的最大值选择在2~3V/AC 左右。
同时选择互感器负载电阻为标准系列电阻。
选RL=1KΩ。
(见图一)例如:输入信号电压选2.5V。
I=V/R=2.5V/1000Ω=0.0025A=2.5mA已知:交流电流输入为0~5A,则变比为: 5A/0.0025A=2000即1:2000所以,当电流互感器初级电流为0~5A 变化时,次级负载电阻两端的电压为0~2.5V。
选择5A/2.5mA的互感器。
如果要求输入信号电压的最大值选择在3V时,只需要将负载电阻选择为RL=1.2KΩ即可。
V=I×R=0.0025A×1.2KΩ=3V仍然选择5A/2.5mA的互感器。
二,整流电路的选择如果输入的信号非常微弱时,需要首先对信号进行放大后再进行整流。
为了简化电路,我们选择的输入信号电压幅度比较大,0~2.5V/AC。
所以可以直接整流,而不必进行放大。
如果直接利用常用的晶体二极管整流,二极管的正向电压降会造成小电流时不能正常输出,从而造成在互感器输入≤1A 电流时,变送器无法线性输出标准电流信号。
原因是晶体二极管的正向电压降在0.5~0.7V 左右,当互感器输入电流≤1A 时,次级负载电阻两端的电压为≤0.5V,此时晶体二极管无法导通!我们利用运算放大器的反馈电路来实现理想二极管获得过零整流的特性,即微小信号的理想整流,从而获得高精度线性整流的特性。
同时,为了简化电路,降低变送器的功耗,而采用了半波精密整流电路。
(见图二)图中的R2,R3,D1与N1 运算放大器组成正输出的理想二极管整流电路。
D1 串接于运算放大器N1 的输出端,并且从D1 的阴极开始进行反馈。
R2 是串联的输入电阻Ri,R3 是反馈电阻Rf。
既然不需要进行放大,所以选择R3=R2。
通常选择通用运算放大器的输入阻抗为几十千欧姆,所以选择R2=R3=10KΩ~51KΩ均可,要求相对误差尽量小一点,否则输出的直流电压会产生误差。
对于输入的负半周信号来讲,N1 是一个典型的反相放大器。
此时的增益为A=(—Vi)×(—R3/R2)=Vi而对于输入的正半周信号来讲,N1 的输出则变成负值A=Vi×(—R3/R2)=—Vi此时D1 被反相偏置而截止,输入信号Vi 则通过R2,R3串联电路直接输出至后一级电路。
二线制交流电流变送器的设计步骤(二)低通滤波器电路的选择为了保证直流信号的有效传送,彻底滤除掉工频信号以及各种杂波噪声对变送器的影响,选用低通滤波器来完成此项任务。
同时为了取得平坦的滤波效果,采用2db/oct 巴特沃次(最平坦特性)滤波器电路。
而滤波电路的Q 值必须≥0.707才能获得最平坦特性。
Q=[√(C1/C2)]/2= ≥0.707为了使Q=≥0.707左右,C1,C2必须建立的关系为C1=4Q平方×C2=2C2同时电路必须满足以下关系Ro=R2=R3Co=1/(2π×fL×Ro)C1=1.4CoC2=0.7CofL=1/(2π×Co×Ro)式中Ro 输出等效电阻Co 输出等效电容fL 低通截止频率2π2×3.14根据以上公式,首先确定低通滤波器的截止频率。
为了有效的滤除工频信号(50Hz)和外界杂波干扰频率信号,保证直流有用信号的顺利传输,合理的选择低通滤波器的截止频率至关重要。
通常考虑截止频率为工频的1/10~1/20以下,这里选择≤2~5Hz。
即只允许低于2~5Hz以下的交流及直流信号通过,高于2~5Hz以上的所有信号必须彻底隔断阻止通过。
根据公式fL=1/(2π×Co×Ro)选择fL=(2~5)HzRo=R2=R3=51KΩCo=1/(2π×fL×Ro)=1/(6.28×(2~5)×51000)=(0.624~1.56)μFC1=1.4Co=(0.847~2.184) μFC2=0.7Co=(0.437~1.092) μF由于电容器的规格容量标称值有一定的限制,这里选择容量接近的标称容量的电容器进行配组:第一组:C1=0.847μF 选1μFC2=0.437μF 选0.47μF第二组:C1=2.184μF 选2.2μFC2=1.092μF 选1μF验证:第一组:Co=C1/1.4=0.714μFCo=C2/0.7=0.671μF第二组:Co=C1/1.4=1.571μFCo=C2/0.7=1.429μF根据Co=1/(2π×fL×Ro)=1/(6.28×(2~5)×51000)=(0.624~1.56)μF在截止频率为2~5Hz范围内,Co=(0.624~1.56)μF 时,第一组按最高截止频率计算,取Co=0.671μF第二组按最低截止频率计算,取Co=1.571μF验证:根据公式fL=1/(2π×Co×Ro)第一组:fL=1/(2π×Co×Ro)=1/(6.28×0.671×51000×10负6次方)=4.653Hz第二组:fL=1/(2π×Co×Ro)=1/(6.28×1.571×51000×10负6次方)=1.987Hz基本满足设计要求的(2~5)Hz 范围。
具体电路见(图三)。
再验证体通滤波器的Q值是否满足要求:第一组:Q=[√(C1/C2)]/2=[√(1/0.47)]/2=[√2.128]/2=0.7296第二组:Q=[√(C1/C2)]/2=[√(2.2/1)]/2=[√2.2]/2=0.7416均≥0.707,可以认为成立。
二线制交流电流变送器的设计步骤(三)二线制交流电流变送器的设计步骤(四)四,基准电压产生与加法器电路的选择为了保证在零信号输入时,使输出信号为标准电流信号的零位基准4mA,必须在加法器电路的输入端提供系统输出电流信号的零点调节电压。
同时要求该电压必须稳定可靠,避免温度影响而引起的漂移现象。
基准电压电路采用TL431组成2.5V的基准电压。
为了减小温度漂移现象,采用LM334组成恒流源给TL431提供偏置电流。
考虑二线制仪表的静态电流要求,4mA 的零点电流中,全部电路的静态电流考虑留出1mA左右的零点调节范围,全部电路的静态电流不能超过3mA 。
由于运算放大器准备选用LM124四运放,LM124的静态电流约为1.7mA 左右。
所以,选择基准电压电路TL431的偏置电流为1.3mA左右。
根据公式Rset=(67.7×10负3次方)/I=(67.7×10负3次方)/(1.3×10负3次方)=52Ω选标称电阻值51Ω。
验证:I=(67.7×10负3次方)/ Rset=(67.7×10负3次方)/ 51Ω=0.00133A=1.33 mA基本满足设计要求。
基准电压产生与加法器电路见(图四)。
加法器电路是一个典型的反相加法放大器,输出电压Eo可以有以下公式表示:Eo=-[Vi1(RF/Rf1)+Vi2(RF/Ri2)]式中Eo 输出电压Vi1 前级来的信号电压(+0~2.5V)Vi2 系统零点基准调节电压(+0~2.5V)RF 加法器反馈电阻(3KΩ)Rf1 前级信号输入电阻(3KΩ+0~10KΩ)Rf2 基准调节电压信号的输入电阻(51KΩ)由于后一级电路要求,反相加法放大器是一个衰减式的加法电路。
所以Eo=-[Vi1(RF/Rf1)+Vi2(RF/Ri2)]=-[Vi1(0.23~1)+Vi2(0.0588)]=-[0~2.5(0.23~1)+0~2.5(0.0588)]=-[0~(0.575~2.5)+(0~0.147)] (V)在试验应用调试时,当没有交流电流输入时,调整系统零点调节电位器(0~100KΩ)使输出电压为-0.042V;此时零点电位器的调节输出电压在0.7V左右。
当输入交流电流为5A 时,调整输入电位器(也称量程调整电位器)使输出电压为-0.867V即可。
当然这里只是引导大家分步骤分析了解电路的设计步骤时所采用的方法。
而在系统实际应用调试时,则利用监测输出的标准电流信号来调节零点和量程电位器。