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运放的V/I转换电路

在工业控制领域，一般需要在现场采集模拟信号，并传送到较远的控制室中。因为信号传输距离很长，很容易受到各种干扰， 不适合使用阻抗较高的电压信号来传输，常用的是电流信号，早期是使用0~10mA电流，后来4~20mA成为主要的工业标准。

1. 双线4-20mA变送器的电流分配：
工业应用场合，在现场进行测量的传感器及变送器称为一次仪表，而在控制室进行测试数值显示的仪表称为二次仪表。现场传感变送器中一般并没有电源，而是由主控室统一供电。 变送器使用4~20mA电流信号，有两线及三线、四线供电方式。使用双线式供电时，供电及电流信号传输只使用两条线路，布线比较简单，但需要恰当分配变送器中各部分电路的分流分配：

其中，在变送器零态（无信号输出）时，变送器消耗4mA电流，分配到传感器的工作电流为2mA，而电源的静态电流为1.5mA，这部分电流与输出信号大小无关； 而满量程时输出三极管电流为16mA，与零态时的电流相加为最大值20mA。
因为这种分配电流方式比较严格，使用分立元件组成变送器电路时，选择元器件及调整都有一定难度，所以常常使用专用集成电路，如AD693、XTR101等系列。 一般情况下，也可以使用三线制4-20mA变送器，包括正负电源线和电流信号输出端，这时对静态电流的要求就比较宽松，易于设计和调整。也有一种内设电源的4-20mA变送器，但比较少用。

2. 使用AD693的双线4-20mA变送器电路：

图中是使用AD693的4-20mA变送器电路，画出了内部的部分结构框图，而外接电容C使用0.01~0.1uF去耦。

3. 使用XTR115/116的电路：

Io=100Vin/Rin
XTR105的Vref输出为2.5V，XTR116的Vref输出为4.096V。

4. 使用运放的双线4-20mA变换器：

电路中传感器有信号放大功能，使输出信号达到需要的电平输出，然后使用运放和三极管实现V/I变换功能。

5. 双线4-20mA转换电路：

电路输入端接传感放大器电路，其中有两个电位器来调整下限输出4mA和满量程输出20mA。

6. 双线4-20mA转换电路2：

Io=E1R3/(R1R6)。

7. 温度传感器4-20mA变换器：

图中使用了温度传感器模块TMP-01，模块输出模拟电压信号，经运放和三极管转为4-20mA电流输出。

8. 三线式压差4-20mA变换器：
双线式4-20mA变换器有一定设计难度，而三线式变换器要容易一些。三线式4-20mA变换器，包括正负电源和4-20mA电流输出线。

PR1为零压差调节，调节RP1，使输出电流4mA；RP2为满量程调节，调节RP2，使输出电流20mA。重复调整4次。50m处负载电阻RL使用150Ω。