本帖最后由 fengye5340 于 2014-5-26 16:08 编辑
方案综述
工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。采用电流信号的原因是不容易受干扰。并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。上限取20mA是因为防爆 的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。 在常用的各类传感器中，一般是输出0-10V的原始电压信号，将电压信号经过V/I调理电路后，得到我们需要的4-20mA电流信号。下面为大家分享一个采用LM358低成本运放实现的0-10V转4-20mA的电流环，并利用【easySim仿真工具】进行了仿真。
设计说明
LM358 是我们平时用的最多的运放，它价格低廉，方便制作。它内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
设计思路：输入电压在0-10V的情况下，希望输出电压：0.4V-2V，通过精密100欧的负载，可以实现精确4-20mA的电流输出。在这里，取100欧的电阻是平衡后级远距离传输及负载综合考虑。在电压变换中，采用了两级运放实现，一级运放实现0~10V到0~（-1.6V）的转换，二级运放实现一路0~（-1.6V）的正输出，一路0.4V的叠加输出。最终形成：0.4V-2V的电压输出。
下面是电路原理图：
第一级是反向比例：R1=100k,R3=16k,这里
V1= -(R3/R1)*Vi=-(0.16Vi)
当Vi从0-10V变化时，V1=0- (-1.6V) 第二级是反相比例加法：这里R4=10K,R5=100K,R9=10K, V0= - (R9/R4)*V1 – (R9/R5)*V2= -V1-(0.1*V2),
在这里电阻值都取常用电阻，容易购买和制作。
图片说明
使用【easySim】在线仿真工具建立工程后，原理图如图：
对第一级电路进行仿真，直流分析图：
测试点电压截图：
整体进行仿真，直流分析图：
【贸泽电子】购物：
购物单截图：
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