¿Cómo proporciono una entrada de 4-20ma variable?

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Estoy trabajando en un proyecto integrado que tiene una entrada que varía de 4 a 20 mA. Esto normalmente lo proporciona un controlador externo, pero estoy trabajando en un banco de pruebas.

Controlar el voltaje es fácil: solo coloque un potenciómetro entre la fuente de alimentación y la entrada.

Mi primer pensamiento es aplicar la ley de ohmios:

\ $ I = \ dfrac {V} {R} \ $

Asumiendo un suministro de 24 voltios, usaríamos lo siguiente para obtener 4ma:

\ $. 004 = \ dfrac {24} {R} \ $

\ $ R = 1.666667 \ Omega \ $

Suponiendo el mismo suministro de 24 voltios, para llegar a 20ma:

\ $. 02 = \ dfrac {24} {R} \ $

\ $ R = 8.333334 \ Omega \ $

Siento que estoy ignorando algunos elementos clave como el amperaje de la potencia entrante. ¿Estoy cerca de estar en camino de usar un potenciómetro que (en combinación con otras resistencias) oscila entre 1.666667 y 8.333334?

    
pregunta RQDQ

4 respuestas

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Bien, releyendo su pregunta, parece que solo quiere una fuente actual que pueda ajustar con un botón. Es decir, la salida debe ser una corriente que permanece constante independientemente del voltaje de la entrada a la que está conectada (dentro de algún rango) ... y puede ajustar esa corriente constante.

Entonces, lo que necesita es una fuente de corriente ajustable, que podría obtenerse como un chip como señala Gustavo, pero es fácil de hacer desde un par de transistores y resistencias, en forma de un "espejo actual". Vea el esquema aquí: enlace

Los transistores pueden ser cualquier NPN pequeño como 2N3904 o 2N2222, o si desea que la corriente de salida fluya de otra manera, invierta el esquema al revés (el suelo se convierte en V +) y use transistores PNP como 2N3906.

La idea es que establezca la corriente en Ii (su Ii se puede implementar a través de una resistencia variable "Ri" a V +, digamos + 12V), y el circuito atraerá esa misma corriente al colector de Q2. Calcs:

Supongamos V + de 12V Elija RE = 50 ohm (como una suposición inicial).

20mA: caída de voltaje en RE + Q1 VBE = 20mA * 50ohm + 0.7 = 1.7V.
Queremos que Ri caiga 12-1.7V a 20mA, por lo que Ri = 10.3V / 20mA ~ = 510 ohm.

4mA: Voltaje en RE + Q1 VBE = 4mA * 50ohm + 0.7 = 0.9V Queremos que Ri caiga 12-0.9V a 4mA, entonces Ri = 11.1V / 4mA ~ = 2.8k.

Entonces, una olla de 2.5k en serie con, por ejemplo, 450 ohmios, sería una resistencia adecuada para la pierna Ii, suponiendo 12V. Obviamente, puedes calcular diferentes números si quieres usar un V + diferente, o valores RE más grandes o más pequeños.

En el ejemplo en el que la corriente fluye hacia Q2 C, el rango de voltajes acomodados en Q2C será desde un número alto que el transistor puede soportar (por ejemplo, 40V), hasta aproximadamente los 1.7V calculados anteriormente, menos quizás 0.4V - - Así que alrededor de 1.3V. Si necesita un rango de voltajes más bajo, sustituya, por ejemplo, -12 V donde la tierra se encuentra en el esquema que se muestra aquí.

La versión invertida con transistores PNP y un riel de + 12V sigue la misma lógica: el voltaje más alto sería 12V - 1.3V = 10.7V, hasta 12V - 40V = -28V.

Tenga en cuenta que a menudo verá circuitos de espejo actuales dibujados sin RE, es decir, con el emisor conectado al riel (aquí tierra). Eso está bien en un IC donde Q1 y Q2 pueden coincidir bien. Pero al utilizar transistores individuales no coincidentes, los RE permiten una falta de coincidencia entre los transistores: el circuito ya no se basa en una coincidencia precisa de las características VBE frente a IC de los transistores.

Espero que ayude.

    
respondido por el gwideman
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Para propósitos de prueba, esto está bien. En cuanto a su fuente de alimentación, debe estar regulada para proporcionar 24 voltios en todos los puntos en el rango de amperaje (4-20ma).

Como ha señalado Inst, tus matemáticas están muy lejos.

Es mejor mirar como \ $ R = \ dfrac {V} {I} \ $

Si V = 24V e I = .004A, entonces R = 6000Ω.

Si V = 24V e I = .020A, entonces R = 1200Ω.

Por lo tanto, su mejor apuesta es un bote de 4.8K en serie con una resistencia fija de 1.2K. Por cierto, la resistencia fija debe ser de al menos 1/2 vatio. (P = V × I: 24V × .020A = 0.48W)

Esto supone que la entrada de su circuito tiene una impedancia lo suficientemente baja como para no deshabilitarla.

    
respondido por el DoxyLover
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Eche un vistazo a la LT3092 de Linear. Esta es una fuente de corriente capaz de hasta 200 mA de fuente actual. Extremadamente simple de diseñar, puede hacerlo con un resistor variable para que obtenga de 4mA a 20mA.

    
respondido por el Gustavo Litovsky
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Tenga en cuenta que si desea probar un receptor suyo de 4 a 20 mma, existen simuladores de 4 a 20 mA. De esta manera usted tendría una referencia confiable en su circuito.

    
respondido por el martinm

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