[发明专利]一种基于国产分立器件的4-20mA调理电路

说明书

本发明涉及一种基于国产分立器件的4‑20mA调理电路，属于工业控制及信号处理领域。本发明调理电路包括运算放大器U2A，电阻R1‑R11及可调电阻R12，U2A的8脚连接+15V供电，4脚连接‑15V供电，1脚作为电压输出V_OUT；U2A的2脚连接可调电阻R12、电阻R7的一端，R12的另一端与R5连接,R5另一端连接I_IN‑，电阻R1、R3的一端连接I_IN‑，另一端连接I_IN+；U2A的3脚连接电阻R6、R8的一端，R6的另一端连接电阻R2、R4的一端，电阻R2、R4的另一端连接I_IN+；电阻R7的另一端连接电阻R9、R10、R11的一端，电阻R9的另一端接地，R10的另一端连接U2A的1脚；R11的另一端连接R8的另一端后接地。本发明通过国产运算放大器配合高精度电阻等分立器件，实现对传感器输出的4‑20mA电流信号高精度调理成为1‑5V电压信号。

技术领域

本发明属于工业控制及信号处理领域，具体涉及一种基于国产分立器件的4-20mA调理电路，特别涉及4-20mA传感器电流采集方面，采用此方案可以在国产化的情况下实现高精度的电流采集。

背景技术

目前4-20mA传感器电流调理电路主要是采用进口工业级模拟集成电路或者采用商业级电流变送器实现电流转换成电压的过程。商业级电流变送器无法满足军用环境条件，进口工业级模拟集成电路虽然可以很好的实现4-20mA信号的调理与采集，但是无法满足国产化要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种基于国产分立器件的4-20mA调理电路，以解决4-20mA传感器电流调理电路的国产化问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于国产分立器件的4-20mA调理电路，该调理电路包括运算放大器U2A，电阻R1-R11以及可调电阻R12，

U2A的8脚连接+15V供电，4脚连接-15V供电，1脚作为电压输出V_OUT；

U2A的2脚连接可调电阻R12、电阻R7的一端，R12的另一端与R5连接,R5另一端连接I_IN-，电阻R1、R3的一端连接I_IN-，另一端连接I_IN+；

U2A的3脚连接电阻R6、R8的一端，R6的另一端连接电阻R2、R4的一端，电阻R2、R4的另一端连接I_IN+；

电阻R7的另一端连接电阻R9、R10、R11的一端，电阻R9的另一端接地，R10的另一端连接U2A的1脚；R11的另一端连接R8的另一端后接地。

进一步地，R1、R2、R3、R4、R7、R9、R11均采用精度为0.01℅电阻以保证精度。

进一步地，R12为5KΩ的可调电阻。

进一步地，调理电路在使用前需要接基准电流源通过调节R12对边界值进行校准，从而实现精确地将4-20mA转换为1-5V的调理电路。

进一步地，R1＝R2。

进一步地，R3＝R4。

进一步地，R5＝R6。

进一步地，R1、R2为301Ω，R3、R4为75Ω，R5、R6为300KΩ，R7为99KΩ，R8为100KΩ，R9为92KΩ，R10为11.5KΩ，R11为1.01KΩ。

进一步地，该调理电路的输入为4-20mA电流信号，输出为1-5V电压信号。

进一步地，该调理电路的输出电压V_OUT与输入电流I_IN之间的关系为：

(三)有益效果