兩線(xiàn)制4/20mA變送器的電路設計

5. 穩定性和安全性的考慮 工業(yè)環(huán)境下環(huán)境惡劣且對可靠性要求高，因此兩線(xiàn)制變送器的設計上需要考慮一定的保護和增強穩定性措施。 1．電源保護。電源接反、超壓、浪涌是工業(yè)上常見(jiàn)的電源問(wèn)題。電源接反是設備安裝接線(xiàn)時(shí)最容易發(fā)生的錯誤，輸入口串一只二極管即可防止接反電源時(shí)損壞電路。如果輸入端加一個(gè)全橋整流器，那么即使電源接反仍能正常工作。為防止雷擊、靜電放電、浪涌等能量損壞變送器，變送器入口處可以加裝一只TVS管來(lái)吸收瞬間過(guò)壓的能量。一般TVS電壓值取比運放極限電壓略低，才能起到保護作用。如果可能遭受雷擊，TVS可能吸收容量不夠，壓敏電阻也是必需的，但是壓敏電阻本身漏電會(huì )帶來(lái)一定誤差。 2．過(guò)流保護。設備運行過(guò)程中可能有傳感器斷線(xiàn)、短路等錯誤情況發(fā)生?；蛘咻斎肓勘旧砗苡锌赡艹砍?，變送器必須保證任何情況下輸出不會(huì )無(wú)限制上升，否則有可能損壞變送器本身、電源、或者遠方顯示儀表。圖中Rb和Z1構成了過(guò)流保護電路。無(wú)論什么原因導致OP1輸出大于6.2V（1N4735是6.2V穩壓管），都會(huì )被Z1鉗位，Q1的基極不可能高于 6.2V。因此Re上電壓不可能高于6.2-0.6=5.6V，因此總電流不會(huì )大于Ue/Re = 5.6V/200=28mA。 3．寬電壓適應能力。一般兩線(xiàn)制變送器都能適應大范圍的電壓變化而不影響精度。這樣可以適用各類(lèi)電源，同時(shí)能夠適應大的負載電阻。對電源最敏感的部分是基準源，同時(shí)基準源也是決定精度的主要元件。3樓圖中基準通過(guò)R5限流，當電源電壓變化時(shí)，R5上電流也隨之改變，對基準穩定性影響很大。附圖中利用恒流源LM334為基準供電，電壓大范圍變化時(shí)，電流基本不變，保證了基準的穩定性。 4．退藕電容一般的電路設計中，每個(gè)集成電路的電源端都會(huì )有退藕電容。在兩線(xiàn)制變送器上電時(shí)，這些電容的充電會(huì )在瞬間導致大電流，有可能會(huì )損壞遠方儀表。因此每個(gè)退藕電容一般不超過(guò)10nF，總退藕電容不宜超過(guò)50nF。入口處一個(gè)10nF電容是必需的，保證長(cháng)線(xiàn)感性負載下，電路不震蕩。

兩線(xiàn)制V/I變送器（配圖）