ZHCAD68 September 2023 INA823 , OPA2387 , XTR115 , XTR116
2 工作原理
為了確保正常運(yùn)轉(zhuǎn)，工廠自動(dòng)化和控制系統(tǒng)通常需要監(jiān)測多個(gè)過程的狀態(tài)并將這些狀態(tài)傳輸給控制站。通常的做法是，將許多傳感器分散安裝在工廠車間內(nèi)，從而將壓力、溫度和重量等過程變量轉(zhuǎn)換為可以發(fā)送到中央位置的電信號(hào)。4-20mA 電流環(huán)路變送器非常適合此應(yīng)用，因?yàn)橥ㄟ^這些變送器，只需使用兩根線就能監(jiān)測遠(yuǎn)程過程：傳感器或周邊電路的電源線路以及與目標(biāo)傳感器變量相對(duì)應(yīng)的輸出電流線路。建議將 4-20mA 電流環(huán)路變送器的惠斯通橋式放大器電路作為高精度工廠自動(dòng)化信號(hào)鏈解決方案。
該電路可分為三部分：
- 惠斯通電橋傳感器
- 分立式 2A 儀表放大器 (INA)
- 4-20mA 電流環(huán)路變送器 (XTR) 接口
圖 2-1 展示了完整電路的簡化版。TI XTR116 的基準(zhǔn)電壓和本地接地 (IRET) 用于為所有電橋和傳感器電路供電。由 XTR 供電的電路所消耗的所有電流必須通過電流環(huán)路 (IRET) 返回；因此，監(jiān)測電路的電流消耗必須低于 4mA，以避免干擾 4-20mA 目標(biāo)輸出電流?？紤]到器件、溫度和電源的差異，最好將電流消耗限制在 3.5mA。XTR116 由兩線制電源 (VLOOP) 供電。
信號(hào)鏈?zhǔn)加诨菟雇姌騼蓚€(gè)輸出之間產(chǎn)生的與目標(biāo)變量相對(duì)應(yīng)的微小差分電壓。這些電壓會(huì)饋入分立式 2A INA，INA 可以放大這些電壓的差異，并且輸出電壓可以通過電阻 (RIN) 轉(zhuǎn)換為電流。然后，電流環(huán)路變送器獲取輸入端 (IIN) 的電流，在輸出端 (IOUT) 返回乘以 100 后的電流值。以下各節(jié)將提供有關(guān)電路各個(gè)部分的更多詳細(xì)信息。
圖 2-1 電橋放大簡化為 4-20mA 電路