4～20mA電流變送器在工業控制中的應用

三線制4～20ma電路在設計上是由變送器端提供工作電源,為避免50/60hz的工頻干擾,采用電流來傳輸信號。xtr調節器和現場的負載共用一個地接。方案設計需要考慮：

（1）電流環路中的接收器的數量;

（2）更多的接收器要求變送器擁有更高的工作電壓;

（3）保證變送器所必需的工作電壓,并應該有一定的余量。

ti提供的三線制的變送器應用方案如圖3所示,圖中xtr110是一個用于模擬信號傳送的精密的電壓-電流轉換器,它可以將0～5v或0～10v的輸入電壓直接轉換到4～20ma、0～20ma、5～25ma的輸出信號。xtr110含有精密的電阻網絡,以適應不同的輸入輸出要求。一個10v的電壓參考可以用于驅動外部電路。

4～20ma的校正

傳統的4～20ma校正,要求特殊的夾具固定,需要特別的激光或手動電阻器調整,而調整是相互影響的,需要一個測試、調整,再測試、再調整的過程,調整次數和范圍有限。電子器件和傳感器調整起來不夠方便。

現代的數字化4～20ma校正,它允許電子器件和傳感器在封裝之后進行調整;可通過計算機計算出校正系數來簡化數值調整;可以有無限的調整次數,并且有很好的分辨率和較寬的調整范圍;調整過程中不存在相互影響;電子器件和傳感器可以很方便地調整。

xtr108是ti提供的校正4～20ma的解決方法。它具有480 a的電流參考,它提供rtd的非線性校正,不需要外加可調電阻器。xtr108的特點有：
（1）具有傳感器的線性化電路;

（2）數字校正。通過spi接口可以直接對xtr108設置,通過spi接口可直接編程eeprom;

（3）自動穩零的可編程增益的應用放大器的增益范圍為6.26～400倍;

（4）rtd激勵的可編程電流的分辨率為1.54 a;

（5）校正參數存儲在外接的eeprom中;

（6）可編程的過量程和欠量程的輸出。

此外,ti還提供一款橋路傳感器的數字校正解決方案——pga309,它是專為壓力橋路傳感器設計的可編程模擬信號調節器。它模擬放大器傳感信號并提供對色調電壓和滿度電壓的數字校正,由于避免了手動調整而獲得了長期的穩定性,并將輸出電壓信號轉換成4～20ma的輸出。