如何接入传感器的地

只看该作者 · 2007-5-26 09:33

师兄：
    我设计的电路有三路电压(0-10V)输入或三路电流输入（4-20mA）（通过跳线帽选择）。每个传感器通过两根线引入PCB板，其中一根线相对于另一根可以称位传感器的地。我的设计中把每路传感器的地和内部的模拟地短接在一起了，实践表明，电路是可以正常工作的。但现在我的问题是，每个传感器的干扰，也通过传感器地，直接进入内部模拟地，更重要的是这三个传感器的地也短接在一起的，他们会相互干扰？事实上我参考的德国的一块板子，他们的三个传感器，没有短接在一起，和内部模拟地也没有直接接在一起。（用万用表打，传感器的地和运放地及其他两路传感器地电阻为无穷大）由于它使用了一些器件，是我不知道的，且是四层板，很不好分析。所以希望各位师兄从原理上分析下我的问题。谢谢。
   我在把我论述问题的PSPICE原理图附上。图中运放选用的是ADI公司的AD620。输入激励是0-20mA电流。R10为250欧的采样电阻，运放的1脚和8脚悬空代表放大倍数为1（在PSPICE仿真中必须要接一个电阻，不然仿真不过，可以选个很大的电阻）。通过仿真和咨询ADI工程师，我知道，传感器的地必须要接入，运放的地，不然电路不能工作。
   如果希望实现传感器的地和内部地及其他几路地不短接该如何处理？

1万 · 2007-5-26 12:59

接不接地都可以工作，但也有一点不同，----如果考虑地的问题，建议最好通过一个大电阻接地为好。下图是将3个4～20mA信号合并到一起的方法，供参考。详细内容见链接。
相关链接:https://bbs.21ic.com/club/bbs/list.asp?boardid=2&t=2107258&tp=%u5C06%u51E0%u4E2A4%uFF5E20mA%u4FE1%u53F7%u5408%u5E76%u5230%u4E00%u8D77%u505AADC%u7684%u65B9%u6CD5

1万 · 2007-5-26 13:02

4～20 mA是标准信号，电流信号也是远传用的，因此，一般不叫这种信号的仪表为传感器而叫变送器。

只看该作者 · 2007-5-28 09:58

师兄：
    感谢您对我的回复和给我概念上的纠正。
    我还存在疑问。
    1、您说“接不接地都可以工作”。您是否想告诉，可以直接短接地，也可以通过一个阻值大的电阻接地。于是，我做了仿真,我把变送器原来直接短接地的通过，一个1G的电阻接地。在输入4毫安和输入10毫安，11毫安，19毫安，19.1毫安情况下作了仿真。下面是仿真结果，（输入电流，理论电压，仿真电压）。（4mA ,1.0V,1.0009V）(4.1mA,1.025,1.0259)(11mA,2,750mA,2.7512)(11.1mA,2.775V,2.7762)(19.0mA,4.750V,4,7515V)(19.1mA,4.775V,4.7765V )。我希望知道师兄，您推荐那种方式
    2、您给我的“3个4～20mA信号合并到一起的方法”，我猜想是用在电机控制方面的吧。我看了您给的链接，但根本看不懂啊。（嘿嘿，请师兄原谅我的无知）。一、您图中的30KA或180KA，是通过互感器转为4-20mA而进行测量的吗?二、您为了保证量程一致性，所以用了六个电阻并联，为什么不用一个250/6 的小电阻了？三、您的附图中在接地符号上打“×”表明，这个我也看不懂。4、您是把三路整合在一起送入A/D转换的吗? 那如何确定每一路的测量值呢?
    希望还能继续讨论，这个。

只看该作者 · 2007-5-28 10:08

上面电路仿真时，当输入电流超过19.3mA时，PSPICE就报错，ERROR -- Convergence problem in transient bias point calculation。不知道如何解决。我这个软件接触不是很久，希望有师兄能帮我看看。

**** INCLUDING SCHEMATIC1.net ****
* source DA
I_I1         N31168 N39789 DC 19.3mAdc
R_R10         N31168 N39789  250
R_R12         0 N31168  1G
X_U1         N39789 N31168 N33934 N36130 N36245 0 N41810 N41841 AD620A/AD
R_R11         N41841 N41810  1G
V_V7         N33934 0 15Vdc
V_V10         0 N36130 15Vdc

**** RESUMING da2.cir ****
.END

**** 05/28/07 10:19:05 ******* PSpice 15.7.0 (July 2006) ****** ID# 37484984 *

** Profile: "SCHEMATIC1-da2"  [ E:pcborcadDAda-pspicefilesschematic1da2.sim ]

****     Diode MODEL PARAMETERS

******************************************************************************

               X_U1.DX         X_U1.DY
          IS    1.000000E-12    1.000000E-12
          BV                   50

**** 05/28/07 10:19:05 ******* PSpice 15.7.0 (July 2006) ****** ID# 37484984 *

** Profile: "SCHEMATIC1-da2"  [ E:pcborcadDAda-pspicefilesschematic1da2.sim ]

****     BJT MODEL PARAMETERS

******************************************************************************

               X_U1.QN1        X_U1.QN2
               NPN             NPN
       LEVEL    1               1
          IS  100.000000E-18  100.000000E-18
          BF    2.500000E+03  250
          NF    1               1
          BR    1               1
          NR    1               1
         ISS    0               0
          RE    0               0
          RC    0               0
         CJE    0               0
         VJE     .75             .75
         CJC    0               0
         VJC     .75             .75
         MJC     .33             .33
        XCJC    1               1
         CJS    0               0
         VJS     .75             .75
          KF  700.000000E-18    5.000000E-15
          AF    1               1
          CN    2.42            2.42
           D     .87             .87

ERROR -- Convergence problem in transient bias point calculation

  Last node voltages tried were:

NODE   VOLTAGE     NODE   VOLTAGE     NODE   VOLTAGE     NODE   VOLTAGE

(N31168)   -2.2156 (N33934)    8.3635 (N36130)   -8.3635 (N36245)    2.6912

(N39789)     .4747 (N41810)   -2.8376 (N41841)    -.1473 (X_U1.3)     .4747

(X_U1.4)   -2.2156 (X_U1.5)    8.0847 (X_U1.6)    8.0847 (X_U1.9)   -2.8377

(X_U1.10)    -.1473                   (X_U1.11)    8.0847

(X_U1.12)    8.3469                   (X_U1.13)    -.0733

(X_U1.14)    -.6773                   (X_U1.15)    8.3469

(X_U1.16)    -.0733                   (X_U1.17)    -.6773

(X_U1.18)    -.6795                   (X_U1.19)    -.1465

(X_U1.21)     .4747                   (X_U1.25)    7.5286

(X_U1.26)    7.5104                   (X_U1.27)   -7.6219

(X_U1.36)    -.4853                   (X_U1.38)-485.3E-09

(X_U1.40)    4.1921                   (X_U1.41)    3.6112

(X_U1.42)    1.7712                   (X_U1.43)    7.7962

(X_U1.44)   42.0850                   (X_U1.45)    2.6912

(X_U1.51)    7.9732                   (X_U1.52)    7.9732

(X_U1.53)   -7.9732                   (X_U1.54)   -7.9732

(X_U1.98)    0.0000

  These voltages failed to converge:

    V(X_U1.25)                =     7.557V       7.529V
    V(X_U1.40)                =     4.205V       4.192V

  These supply currents failed to converge:

    I(X_U1.EREF)              =   -8.484mA     -5.586mA
    I(X_U1.L1)                =   979.68uA    -359.45uA
    I(V_V7)                   =   -17.48mA     -17.42mA
    I(X_U1.V6)                =   -3.263pA    -883.49fA
    I(X_U1.V4)                =    8.484mA      5.586mA

  These devices failed to converge:
    X_U1.D7   X_U1.D13

Try running with .OPTION STEPGMIN

**** Interrupt ****