一种高精度4-20mA测量电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高精度4‑20mA测量电路，包括接4‑20mA直流电流信号的正极信号端、负极信号端、第二光电二极管，正极信号端分别与双向瞬变抑制二极管负极、稳压管的一端连接，双向瞬变抑制二极管的另一端分别连接负极信号端、第一电阻的一端、第三电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接第一光电二极管的正极、第一运算放大器的反向输入端，第三电阻的另一端分别连接第一光电二极管的负极、发光二极管的负极、稳压管的正极，第一运算放大器的输出端连接电阻的一端，电阻的另一端连接发光二极管的正极。通过本实用新型专利技术实现对工业现场相关对应信号的高精度测量。

A High Precision 4-20mA Measuring Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种高精度4-20mA测量电路
本技术涉及一种高精度4-20mA测量电路，属于变送器输出电流测量

技术介绍
在工业现场，测量变送器的输出电流时，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：第一，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；第二，传输线的分布电阻会产生电压降；第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：解决了在测量变送器的输出电流时，如何避开相关噪声影响、避免电压降的问题。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是提供了一种高精度4-20mA测量电路，其特征在于，包括接4-20mA直流电流信号的正极信号端、负极信号端、第二光电二极管，正极信号端分别与双向瞬变抑制二极管负极、稳压管的一端连接，双向瞬变抑制二极管的另一端分别连接负极信号端、第一电阻的一端、第三电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接第一光电二极管的正极、第一运算放大器的反向输入端，第三电阻的另一端分别连接第一光电二极管的负极、发光二极管的负极、稳压管的正极，第一运算放大器的输出端连接电阻的一端，电阻的另一端连接发光二极管的正极，稳压管的两端分别连接第一运算放大器的偏置端；第二光电二极管的负极分别连接第二运算放大器的反向输入端、第二电阻的一端，第二运算放大器的输出端分别连接第二电阻的另一端、第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接第三电容的一端，第三电容的另一端、第二光电二极管的正极、第二运算放大器的正向输入端接地。优选地，所述的稳压管的两端并联有第一电容；第二电阻的两端并联有第二电容。优选地，所述的发光二极管、第一光电二极管、第二光电二极管设于同一个线性光耦芯片内。优选地，所述的第二运算放大器的两个偏置端分别连接电源和接地。测量变送器的输出电流时，本技术采用电流来传输信号，由于电流对噪声并不敏感，传输线不会受到噪声的干扰，避免传输线的分布电阻而产生电压降，通过本技术实现对工业现场相关对应信号的高精度测量。附图说明图1为一种高精度4-20mA测量电路的示意图(起始部分电路)；图2为一种高精度4-20mA测量电路的示意图(输出电压部分电路)。具体实施方式为使本技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。本技术为一种高精度4-20mA测量电路，位于测控装置中，如图1、图2所示，其包括接4-20mA直流电流信号的正极信号端IN+、负极信号端IN-、第二光电二极管PD2，正极信号端IN+分别与双向瞬变抑制二极管V1负极、稳压管V2的一端连接，双向瞬变抑制二极管V1的另一端分别连接负极信号端IN-、第一电阻R1的一端、第三电阻R3的一端，第一电阻R1的另一端分别连接第一光电二极管PD1的正极、第一运算放大器N701的反向输入端，第三电阻R3的另一端分别连接第一光电二极管PD1的负极、发光二极管LED的负极、稳压管V2的正极，第一运算放大器N701的输出端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接发光二极管LED的正极，稳压管V2的两端分别连接第一运算放大器N701的偏置端；第二光电二极管PD2的负极分别连接第二运算放大器N702的反向输入端、第二电阻R2的一端，第二运算放大器N702的输出端分别连接第二电阻R2的另一端、第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第三电容C3的一端，第三电容C3的另一端、第二光电二极管PD2的正极、第二运算放大器N702的正向输入端接地。第二运算放大器N702的两个偏置端分别连接电源和接地。稳压管V2的两端并联有第一电容C1；第二电阻R2的两端并联有第二电容C2。发光二极管LED、第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2同在一个线性光耦芯片内。本技术的工作过程如下：在正极信号端IN+、负极信号端IN-加入4-20mA直流电流信号，5.1V的稳压管V2给第一运算放大器N701供电，4-20mA在第三电阻R3上形成0.048V-0.24V的压降，通过第一电阻R1输入到第一运算放大器N701的反向输入端，第一运算放大器N701的输出端电压给发光二极管LED提供一个线性电压，使得发光二极管LED的电流随着4-20mA的变化而变化，输出电压经过第二电阻R2和第二光电二极管PD2分压输入第二运算放大器N702的反向端，经第二运算放大器N702后输出。测量变送器的输出电流时，由于电流对噪声并不敏感，本技术采用电流来传输信号。其中，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。4～20mA电流环(电流环为变送器输出)有两种类型：二线制和三线制。当监控系统需要通过长线驱动现场的驱动器件如阀门等时，一般采用三线制变送器，这里XTR位于监控的系统端，由系统直接向XTR供电，供电电源是二根电流传输线以外的第三根线。二线制变送器是XTR和传感器位于现场端，由于现场供电问题的存在，一般是接收端利用4～20mA的电流环向远端的XTR供电，通过4～20mA来反映信号的大小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度4‑20mA测量电路，其特征在于，包括接4‑20mA直流电流信号的正极信号端(IN+)、负极信号端(IN‑)、第二光电二极管(PD2)，正极信号端(IN+)分别与双向瞬变抑制二极管(V1)负极、稳压管(V2)的一端连接，双向瞬变抑制二极管(V1)的另一端分别连接负极信号端(IN‑)、第一电阻(R1)的一端、第三电阻(R3)的一端，第一电阻(R1)的另一端分别连接第一光电二极管(PD1)的正极、第一运算放大器(N701)的反向输入端，第三电阻(R3)的另一端分别连接第一光电二极管(PD1)的负极、发光二极管(LED)的负极、稳压管(V2)的正极，第一运算放大器(N701)的输出端连接电阻(R5)的一端，电阻(R5)的另一端连接发光二极管(LED)的正极，稳压管(V2)的两端分别连接第一运算放大器(N701)的偏置端；第二光电二极管(PD2)的负极分别连接第二运算放大器(N702)的反向输入端、第二电阻(R2)的一端，第二运算放大器(N702)的输出端分别连接第二电阻(R2)的另一端、第四电阻(R4)的一端，第四电阻(R4)的另一端连接第三电容(C3)的一端，第三电容(C3)的另一端、第二光电二极管(PD2)的正极、第二运算放大器(N702)的正向输入端接地。...

【技术特征摘要】
1.一种高精度4-20mA测量电路，其特征在于，包括接4-20mA直流电流信号的正极信号端(IN+)、负极信号端(IN-)、第二光电二极管(PD2)，正极信号端(IN+)分别与双向瞬变抑制二极管(V1)负极、稳压管(V2)的一端连接，双向瞬变抑制二极管(V1)的另一端分别连接负极信号端(IN-)、第一电阻(R1)的一端、第三电阻(R3)的一端，第一电阻(R1)的另一端分别连接第一光电二极管(PD1)的正极、第一运算放大器(N701)的反向输入端，第三电阻(R3)的另一端分别连接第一光电二极管(PD1)的负极、发光二极管(LED)的负极、稳压管(V2)的正极，第一运算放大器(N701)的输出端连接电阻(R5)的一端，电阻(R5)的另一端连接发光二极管(LED)的正极，稳压管(V2)的两端分别连接第一运算放大器(N701)的偏置端；第二光电二极管(PD2)的负极分别连...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤乃传，刘亚丽，黄亮，胡寒立，郑可可，
申请(专利权)人：上海正泰自动化软件系统有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31