4-20mA模拟量采集

一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA,指最小电流为4mA,最大电流为20mA 。传输信号时候,要考虑到导线上也有电阻,如果用电压传输则会在导线的产生一定的压降,那接收端的信号就会产生一定的误差了。所以使用电流信号作为变送器的标准传输。

成都亿佰特电子科技有限公司的E820-DTU(2I2-433L)是一款支持模拟量跟随、控制采集的远程控制产品,控制采集模式下支持无线Modbus RTU协议。      

那么为什么选择4-20mA而不是0-20mA,有如下几点原因:

  1. 电流信号的抗干扰能力更好,传输距离较远。

  2. 接150Ω采样电阻,很容易得到0.6-3V信号。

  3. 电流小可以直接使用采样电阻,功耗小,简化了采样电路

  4. 用来检测线路开路的,如果0是最小,那么开路故障就检测不到了。

简单仿真了一个4-20mA转换为0.6V-3V的转换电路。

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图一:4mA输入
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图二:10mA输入
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图三:20mA输入

那么我们实际如何来采集4-20mA的电流,首先我们可以把电流信号转换为电压信号,然后经过单片机的12位ADC转换,结果是把0~VCC的值转换成了0~4096。如果VCC是3V,我们可以再利用等比公式,把0~4095转换成0~3V的电压值,最后把电压转换为电流值。这就是我们所采集的最终电流了。

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