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4-20mA電流輸出設計方案

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樓主
儀表、傳感器輸出的電流信號多為4-20mA,為什么是4-20mA呢?因為4-20mA的傳感器多為兩線制,即信號線和電源線公用兩根線,如果起點是0mA就這導致無法區分信號是0mA,還是傳感器不工作;另外,起點是4mA也利于系統判斷傳感器是否掉電或者是短線。

那4-20mA的電流信號該如何產生呢,在數字電路高度發展的今天以單片機為核心的系統比比皆是,但是單片機是數字信號,而電流是模擬信號,這就需要用到DA轉換,即數字信號轉換為模擬信號。

目前,單片機要控制系統輸出4-20mA的電流信號的常用方案為:

今天要推薦一款芯片:AD5410,該芯片是ANGLOG DEVICE生產的,單通道12位串行輸入的DAC芯片,與單片機的通信方式為SPI總線,單片機只需要將數值通過SPI寫給AD5410即可輸出相應的電流值。其供電范圍為:10.8-40V。

上圖是PIC單片機為核心設計的一款4-20mA電流輸出的產品,AD5410具有豐富的錯誤診斷機制,可以大大提高設計的抗干擾性。電流輸出公式如下:

N:DA轉換的分辨率,該芯片為12位;

D:為載入DAC碼的十進制等效值;

單片機通過AD轉換將所采集到的物理量轉化成電壓信號V,再將V量化成0-1024的值與D對應,即可輸出相應的4-20mA電流。


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沙發
ID:686623 發表于 2020-1-16 12:29 | 只看該作者
4-20mA輸出還有很簡潔的方案:GP8102可以實現PWM轉4-20mA  GP8202可以實現I2C轉4-20mA。


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板凳
ID:253767 發表于 2020-1-24 08:07 | 只看該作者
祝大家新春快樂,闔家幸福安康!
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地板
ID:188748 發表于 2020-1-26 12:59 來自觸屏版 | 只看該作者
謝謝!51黑有你更精彩
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5#
ID:253767 發表于 2020-2-1 07:31 | 只看該作者
謝謝分享!!!
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6#
ID:469589 發表于 2020-2-3 22:54 | 只看該作者
謝謝分享,不錯的電路。
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7#
ID:469589 發表于 2020-2-3 22:55 | 只看該作者
很好的設計,學習了!
有圖有數據。
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8#
ID:484483 發表于 2020-5-26 15:30 | 只看該作者
zjqmyron 發表于 2020-1-16 12:29
4-20mA輸出還有很簡潔的方案:GP8102可以實現PWM轉4-20mA  GP8202可以實現I2C轉4-20mA。

hi
你好!
type3,和type4用的運放是啥型號?謝謝了!
另外,這4個電路測試過嗎?謝謝!
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9#
ID:71262 發表于 2023-7-1 09:52 | 只看該作者
LM321
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10#
ID:111463 發表于 2023-7-10 16:23 | 只看該作者
這樣的方式成本較高,建議用TL431+運放實現
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11#
ID:97678 發表于 2023-7-18 08:03 | 只看該作者
sbskywalker 發表于 2023-7-10 16:23
這樣的方式成本較高,建議用TL431+運放實現

可以提供一個實用的方案嗎?
原理圖,PCB。
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12#
ID:605585 發表于 2023-11-24 09:56 | 只看該作者
jovew 發表于 2023-7-18 08:03
可以提供一個實用的方案嗎?
原理圖,PCB。

我也是通過預防搭建的方案,精確度還挺高的,想要方案的話可以私聊
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13#
ID:333467 發表于 2024-7-22 16:02 | 只看該作者
學習了,謝謝樓主分享。
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14#
ID:521990 發表于 2025-6-20 11:25 | 只看該作者
兩路共地型同時輸出,電流環路會不會有問題
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