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集成化精密电流变送器的原理与应用

Release time:2021-09-10 11:24viewed:times
本文摘要:章节 构建电流变送器亦称电流的环电路,根据切换原理的有所不同可区分成以下两种类型:一种是电压/电流转换器,亦称电流的环发生器,它能将输出电压转换成4~20mA的电流信号(典型产品有1B21,1B22,AD693,AD694,XTR101,XTR106和XTR115);另一种归属于电流/电压转换器,也叫电流的环接收器(典型产品为RCV420)。上述产品可符合有所不同用户的必须。 XTR系列是美国BB(BURR-BROWN)公司生产的仪器电流变送器,该公司现划归TI公司。

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章节  构建电流变送器亦称电流的环电路,根据切换原理的有所不同可区分成以下两种类型:一种是电压/电流转换器,亦称电流的环发生器,它能将输出电压转换成4~20mA的电流信号(典型产品有1B21,1B22,AD693,AD694,XTR101,XTR106和XTR115);另一种归属于电流/电压转换器,也叫电流的环接收器(典型产品为RCV420)。上述产品可符合有所不同用户的必须。    XTR系列是美国BB(BURR-BROWN)公司生产的仪器电流变送器,该公司现划归TI公司。

该系列产品还包括XTR101,XTR105,XTR106,XTR110,XTR115和XTR116共6种型号。其特点是能已完成电压/电流(或电流/电流)切换,兼容各种传感器包含测试系统、工业过程控制系统、电子秤重仪等。  1XTR系列产品的分类及性能特点  XTR系列仪器电流变送器产品的分类及主要特点参见表格1。  表格1XTR系列产品的分类及主要特点    2XTR115型电流变送器的工作原理  2.1性能特点  1)它归属于二线制电流变送器,内部的2.5V基准电压可作为传感器的鼓舞源。

XTR115可将传感器产生的40~200A很弱电流信号缩放100倍,取得4~20mA的标准输入。当环路电流相似32mA时能自动限流。如果在脚3与脚5之间并联一只电阻,就可以转变限流值。  2)芯片中减少了+5V仪器稳压器,其输入电压精度为0.05%,电压温度系数仅有为2010-6/℃,可给外部电路(例如前置放大器)分开供电,从而修改了外部电源的设计。

  3)精度高,非线性误差小。切换精度平均0.05%,非线性误差仅有为0.003%。  4)环路电源电压的容许范围长,Us=7.5~36V。

XTR115由环路电源供电。工作温度范围是-40℃~+85℃。  5)专门设计了功率管模块,兼容外部NPN型功率晶体管,它与内部输入晶体管并联后可减少芯片的功耗。

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    2.2工作原理  XTR115使用SO-8小型化PCB,其内部电路框图及基本应用于电路如图1右图。U+为电源末端,相接环路电源。UREF为2.5V基准电压输入末端。

II端接输出电流。IRET为基准电压源输入电流和稳压器输入电流的回到末端,可作为输出电路的公共地。

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OUT为4~20mA电流输入末端。UREG为+5V稳压器的输入末端。B和E末端为外部功率管的模块,分别相接功率管的基极(B)和发射极(E)。功率管的集电极(C)接U+末端。

芯片内部主要还包括输出放大器(A),电阻网络,输入晶体管(VT1),2.5V基准电压源和+5V稳压器。RLIM为内部限流电阻。

外围元器件主要有输入电阻(RI),功率管(VT2),环路电源(Us)和负载电阻(RL)。输出电压UI先经过RI转换成输出电流II,再行经过XTR115缩放后从OUT末端输入4~20mA的电流信号。为增大失调电压以及输出放大器的飘移量,拒绝UI》0.5V。

输入电流与输出电流、输出电压的关系由式(1)确认。


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