4-20mA a 0-3V3 Convertidor

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Buscando un diseño simple para convertir señales de 4-20mA a 0-3V3, estoy pensando en la configuración que se muestra en la imagen adjunta. Y me gustaría discutir su idoneidad.

Se basa en: - Una configuración de seguidor para un OpAmp Rail-to-Rail, alimentado a 3V3. - Una resistencia de 165 ohmios para obtener, 3V3 a 20mA y 0V66 a 4mA.

¿En qué piensas? ¿Es alguna mejora que pueda hacer? ¿O sería mejor trabajar con otra configuración más precisa?

  • Está pensado para aplicaciones de baja potencia (< 5V), pero le gustaría saber si podría funcionar con transmisores de 4-20 mA alimentados a 24V también.
pregunta Yolco

3 respuestas

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Funcionará. Es posible que desee utilizar un valor de resistencia algo más bajo para poder detectar un rango excesivo en los 4-20 mA. El cero de compensación le permite detectar sub-rango (esto es útil para la detección de rotura del sensor y similares). Por supuesto, se pierde un poco de resolución en el ADC: 20% en la parte inferior. También puede usar una etapa con algo de ganancia en lugar de un seguidor de voltaje que permitiría usar una resistencia aún más baja (por ejemplo, 49.9 ohmios) y permitiría usar un op-amp de mejor rendimiento (relajando los requisitos para ingresar al rango de modo común) incluye tierra y RR solo en la salida).

Tenga cuidado con el diseño; use la conexión Kelvin a la resistencia sensorial, especialmente si desea tener un circuito de alta precisión (< 0,1%) y está utilizando una resistencia de valor más bajo.

El cumplimiento del transmisor determinará el voltaje de suministro mínimo, y su 3.3V se resta de eso, por lo que es deseable un voltaje de entrada más bajo, sin embargo, demasiado bajo y perderá precisión. Si se conectan varios dispositivos en serie en el bucle, 12v o incluso 24V pueden no ser suficientes (el transmisor puede requerir 10V, un indicador de 10V y su circuito 3.3V se está acercando incluso a 24V).

Tenga en cuenta que un cortocircuito en el transmisor dañará la resistencia de entrada y probablemente sacará el *** del amplificador operacional y probablemente también otras cosas. Esto puede protegerse contra, a algún costo en voltaje de entrada y partes. Si coloca una resistencia en serie en las entradas del amplificador operacional, puede limitar el daño solo a la resistencia de entrada.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Primero, eso no dará 0V a 4mA. Se entregará 0V a 0mA. Para el período completo, obtendrás tu 3.3VDC.

En cuanto a, funcionará con transmisores de 24-20 mA con alimentación de 24 V ... sí. También funcionaría con transmisores alimentados a 48 VCC, siempre y cuando sumerja la señal 4-20 al transmisor común. un bucle de 4-20 mA es 4-20 mA; No importa qué voltaje lo esté conduciendo.

Sin embargo, su circuito no funcionaría si no es el menos receptor en una cadena. Es común que los bucles de 4-20 mA coloquen el transmisor en serie con varios receptores. Por esa razón, la mayoría de los receptores utilizan una resistencia sensorial simple para pasar el bucle y una lectura de amplificador diferencial a través de la resistencia sensorial.

    
respondido por el R Drast
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quisiera saber si podría funcionar con transmisores de 4-20 mA   alimentado a 24V también.

Sí, aunque un transmisor de 4/20 mA puede recibir alimentación a un voltaje mucho más alto, es la corriente que fluye a través del dispositivo lo que determina el voltaje a través de la resistencia de 165 ohmios.

Piense en un dispositivo que controla la corriente a través de sus terminales: está conectado en serie con una batería de 24V. La batería se conecta a su monitor 0V y el dispositivo alimenta la entrada a su circuito, produciendo una corriente entre 4mA y 20mA.

Si el dispositivo se alimentara con 20,000 voltios de corriente continua (por supuesto, no es práctico), ¿vería una corriente diferente? No, porque el dispositivo controla la corriente que alimenta la resistencia de 165 ohmios.

    
respondido por el Andy aka

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