[实用新型]一种电流转电压的高精度转换器

说明书

本实用新型公开一种电流转电压的高精度转换器，通过简单的电路把4‑20mA的电流信号转换成1‑5V，再通过自带有10位ADC转换电路的STC15F系列单片机内部的带隙基准电压为电压基准对输入信号进行采集，把1‑5V转换成与电流信号成线性关系的0‑5V的模拟或数字信号，通过单片机的串口转换成RS232/RS485信号发送给其他应用系统使用。

技术领域

本实用新型涉及电流电压信号的转换技术领域，尤其涉及一种把标准电流4-20mA转成模拟电压0-5V的电流转电压的高精度转换器。

背景技术

在计算机自动测控系统的设计中，为减少信号在传输过程中的干扰及损耗，使系统的各部分标准化，特别是输入信号的标准化，经常把温度、压力、液位、速度等各种物理量变化变成4-20mA电流信号，作为传感器数据的接收方，一般为单片机等微控制器对接收的数据进行处理，那么在接收端首先必须将电流信号转换为电压信号，然后进行电压幅值变换使其适合MCU处理的电压范围，单片机等微控制器处理的电压信号一般小于等于其电源电压，一般单片机的工作电压小于等于5V，因此，通常通过I/V变换电路把4-20mA的电流变成0-5V直流电压，供单片机等微控制器进行数据处理，把4-20mA的电流变成0-5V直流电压的I/V变换电路通常采用专用芯片或用运算放大电路进行处理，采用专用芯片虽然外围电路简单，但价格贵，成本高；而采用运算放大电路的处理方法是在前端运算放大器的反相输入端叠加一个调整电压，使之当输入电流为4mA时对应的电压为0V，但这类硬件电路比较复杂，还需要用到运算放大器，而且由于放大器中存在非线性及零点飘移等因素，很难得到精确的0-5V电压信号。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种电流转电压的高精度转换器。

本实用新型采用的技术方案是：

一种电流转电压的高精度转换器，其包括I/V转换电路、单片机和串行通信接口，I/V转换电路的输入端接入前端传感器的4-20mA标准电流，I/V转换电路的输出端连接单片机IO口，I/V转换电路将4-20mA标准电流对应线性转换为1-5V的电压信号输出；单片机采样输入口VIN 输入1-5V的模拟量电压信号，经过模数转换后，线性转换为相应0-5V的数字量电压信号输出至串行通信接口。

进一步地，I/V转换电路包括250Ω精密电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和稳压二极管VD1，前端传感器接入电路输入端，电路输入端分别连接电容C1、250Ω精密电阻R1和电阻R2的一端，电容C1和250Ω精密电阻R1另一端分别接地，电阻R2的另一端、电容C2的一端和稳压二极管的阴极分别连接电路输出端，电容C2的另一端和稳压二极管的阳极分别接地，电路输出端输出1-5V的电压信号。

进一步地，单片机采用STC15F2K60S2单片机，

进一步地，单片机内部集成复位电路和时钟电路，同时集成有8路的10位ADC转换器。

进一步地，电阻R2取值为10KΩ，电容C1和电容C2均为100 nF，稳压二极管的稳压值为5.1V。

进一步地，串行通信接口为RS232/RS485通信接口。

本实用新型采用以上技术方案，首先通过简单的电路把4-20mA的电流信号转换成1-5V，再通过自带有10位ADC转换电路的STC15F系列单片机内部的带隙基准电压为电压基准对输入信号进行采集，把1-5V转换成与电流信号成线性关系的0-5V的数字信号，通过单片机的串口转换成RS232/RS485信号发送给其他应用系统使用。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；

图1为本实用新型一种电流转电压的高精度转换器的原理方框图；

图2为本实用新型I/V转换电路示意图；