智能4-20mA變送器設計(06-100)

　　現代工業自動化應用(如PLC、工廠工藝控制、智能變送器)都需要高性能、低功率器件。智能4—20mA電流模式數據傳輸是很多工業自動化應用優先選用技術，并為惡劣工廠環境中主計算機和智能變送器之間的通訊建立了很好的標準。

　　數據傳輸采用4-20mA環

　　在有噪聲的工業控制環境中，幾百米內傳輸低幅度、低頻數據信號時，很好地建立了電流環路傳輸，電流環路傳輸優于電壓模式的原因如下：
　　
　　·對IR降不敏感，使電流環適合于長距離。相反，任何點的電壓取決于線電阻和電容，因此，電壓隨纜線長度而變化。

　　·電流傳輸允許單條2線纜線在同一時間承載電源和信號，當供電處在遠程位置的電子元件時，這是一個重要因數。

　　·電流環不需要精確或穩定的電源電壓。

　　·便宜的2線雙絞線纜線提供良好的抗擾性和較低的EMI靈敏度。

　　·它容易檢測脫線傳感器、斷開的傳輸線和其他失效機構。

　　智能4-20mA變送器設計

　　在2線4-20mA電流環中，為傳感器提供的電流必須不超過4mA(其余14mA承載信號信息)，所以機構變送器的元件必須是低功率。如圖1所示，智能變送器有5個構建單元：ADC，微控制器或DSP，存儲器(RAM)，帶任選集成放大器和基準的DAC，傳感器或換能器。

　　微處理器或控制器執行線性和傳感器數據的其他功能，并執行與主系統的通信。變送器電壓通常幾毫伏到幾伏范圍，這取決于傳感器類型(見表1)，在傳感器信號到達處理器之前，必須由高精度ADC進行數字化。選擇具有片上低噪聲可編程增益放大器(PGA)和良好失調、滿標，漂移性能指標的高分辨率ADC，能保證傳感器輸入以最小噪聲和漂移(由外部溫度變化引起)精確變換到處理器。