电流变送器的工作原理与电路分析 (电流变送器工作原理1500字)

有关电流变送器的工作原理与电路，包括电压信号调理电路、V-I转换电路、扩流电路、保护电路等的原理与图示，电路变送器主要由电压信号调理、V-I变换、功率输出和隔离等电路构成。电流变送器工作原理与电路电路变送器主要由电压信号调理、V-I变换、功率输出和隔离等电路构成。1、电压信号调理电路对于被变送对象是模拟信号时，信号调理电路的作用是信号放大或衰减；对于被变送对象是数字信号时，信号调理电路的作用是D/A转换。在模拟电路中，如要将电桥、压力传感器、热电偶等输出信号变换，可以使用差分放大电路、仪表放大器等放大，例如测量PT的电路，如图1。

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图1PT的测量电路对于数字量输出传感器或设备，那只有采用D/A转换技术了，包括使用DAC和PWM,如图2所示。

图2DAC和PWM电路框图。使用DAC设计要考虑DAC位数（分辨率）、线性度和参考电压的温漂，例如设计0.5%的变送器至少需要位的ADC,线性度小于2LBS.使用PWM方式要考虑PWM的位数，因为PWM方式要加一个低通滤波器才能得到平直的直流电压信号，所以低通滤波器的响应速度、线性度都要考虑。两者相比来说，PWM方式比DAC方式有成本优势，故在廉价的变送器，响应速度要求不高情况下，PWM方式是不错的选择。2、V-I转换电路典型的V-I转换电路，如图3所示。

图3典型V-I转换电路。V-I转换电路也叫恒流源电路。先简单分析一下其原理：由于运放虚短虚断特性可知，V2等于Vin,流过RL的电流（Iout）等于流过R1的电流。很容易得到：

可见，负载电流Iout与负载无关，只要R1不变，负载电流Iout跟输入电压Vin成正比。在实际使用中，R1要选取高精度低温漂的电阻。3、扩流电路由于在实际应用中运放的输出能力有*，一般都很小，不宜直接驱动负载，因此要用扩流电路，如图4所示。

图4扩流电路。注意，V-I转换电路的负载并不能任意取值的，只能在允许范围内取值，这就是V-I转换电路的带负载能力。以图4为例，假如电路的负载电流（流过RL的电流）为mA时，输入电压为2.5V,运放LM最大输出电压为V-1.5V=.5V,Q1的Vbe=0.7V,那么RL两端电压最大为.5-0.7-2.5=7.3V,最大RL=7.3V/mA=欧。这就意味当RL大于欧，且输入电压为2.5V时，将无法再输出mA。三极管Q1的耗散功率也需要考虑在内。当RL=0时，Q1的耗散功率最大为（V-2.5V）*0.A=0.W.因此要选用功率大于0.2W的三极管。4、保护电路电源接反、超压、浪涌是工业上常见的电源问题。电源接反是设备安装接线时最容易发生的错误，输入口串联一只二极管即可防止接反电源时损坏电路。如果输入端加一个全桥整流器，那么即使电源接反仍能正常工作。为防止雷击、静电放电、浪涌等能量损坏变送器，变送器入口处可以加装一只TVS管来吸收瞬间过压的能量。一般TVS电压值取比运放极限电压略低，才能起到保护作用。如果可能遭受雷击，TVS可能吸收容量不够，压敏电阻也是必需的，但是压敏电阻本身漏电会带来一定误差，如图5所示。

图6电源保护电路结构。