單片機測交流電流

　　電流傳感器的4-20ma輸出如何轉換?
　　兩線(xiàn)制電流傳感器的輸出為4～20 ma，通過(guò)250ω的精密電阻轉換成1～5v或2-10v的模擬電壓信號.轉換成數字信號有多種方法，如果系統是在環(huán)境較為惡劣的工業(yè)現場(chǎng)長(cháng)期使用，因此需考慮硬件系統工作的安全性和可靠性。系統的輸入模塊采用壓頻轉換器件lm231將模擬電壓信號轉換成頻率信號，用光電耦合器件tl117進(jìn)行模擬量與數字量的隔離。
　　同時(shí)模擬信號處理電路與數字信號處理電路分別使用兩組獨立的電源，模擬地與數字地相互分開(kāi)，這樣可提高系統工作的安全性。利用壓頻轉換器件lm231也有一定的抗高頻干擾的作用。
　　電流輸出型與電壓輸出型有哪些優(yōu)劣比較?
　　在單片機控制的許多應用場(chǎng)合,都要使用變送器來(lái)將單片機不能直接測量的信號轉換成單片機可以處理的電模擬信號，如電流變送器,壓力變送器、溫度變送器、流量變送器等。
　　早期的變送器大多為電壓輸出型，即將測量信號轉換為0-5v電壓輸出，這是運放直接輸出,信號功率0.05w,通過(guò)模擬/數字轉換電路轉換數字信號供單片機讀取、控制。但在信號需要遠距離傳輸或使用環(huán)境中電網(wǎng)干擾較大的場(chǎng)合，電壓輸出型傳感器的使用受到了極大限制，暴露了抗干擾能力較差,線(xiàn)路損耗破壞了精度等等等缺點(diǎn)，而兩線(xiàn)制電流輸出型變送器以其具有極高的抗干擾能力得到了廣泛應用。
　　電壓輸出型變送器抗干擾能力極差，線(xiàn)路損耗的破壞,談不上精度有多高,有時(shí)輸出的直流電壓上還疊加有交流成分，使單片機產(chǎn)生誤判斷，控制出現錯誤，嚴重時(shí)還會(huì )損壞設備，輸出0-5v絕對不能遠傳，遠傳后線(xiàn)路壓降大，精確度大打折扣?，F在很多的adc,plc,dcs的輸入信號端口都作成兩線(xiàn)制電流輸出型變送器4-20ma的,證明了電壓輸出型變送器被淘汰的必然趨勢。
　　4～20ma電流輸出型到接口一般有哪些處理方法?
　　電流輸出型變送器的輸出范圍常用的有0～20ma及4～20ma兩種，電流變送器輸出最小電流及最大電流時(shí)，分別代表電流變
　 送器所標定的最小及最大額定輸出值。
　　下面以測量范圍為以0～100a的電流變送器為例進(jìn)行敘述。對于輸出0～20ma的變送器0ma電流對應輸入0a值，輸出4～20ma的變送器4ma電流對應輸入0a值，兩類(lèi)傳感器的20ma電流都對應100a值。
　　對于輸出0～20ma的變送器，在電路設計上我們只需選擇合適的降壓電阻，在a/d轉換器輸入接口直接將電阻上的0-5v或0-10v電壓轉換為數字信號即可，電路調試及數據處理都比較簡(jiǎn)單。但劣勢是無(wú)法判別變送器的損壞,無(wú)法辨別變送器輸出開(kāi)路和短路。
　　對于輸出4～20ma的變送器，電路調試及數據處理上都比較煩瑣。但這種變送器能夠在變送器線(xiàn)路不通時(shí),短路時(shí)或損壞時(shí)通過(guò)能否檢測到正常范圍內的電流(正常時(shí)最小值也有4ma)，來(lái)判斷電路是否出現故障，變送器是否損壞,因此得到更為廣泛普遍的使用。
　　由于4～20ma變送器輸出4ma時(shí)，在取樣電阻上的電壓不等于0，直接經(jīng)模擬數字轉換電路轉換后的數字量也不為0，單片機無(wú)法直接利用，通過(guò)公式計算過(guò)于復雜。因此一般的處理方法是通過(guò)硬件電路將4ma在取樣電阻上產(chǎn)生的電壓降消除，再進(jìn)行a/d轉換。這類(lèi)硬件電路首推rcv420,是一種精密的i/v轉換電路,
　　還有應用lm258自搭的i/v轉換電路,這個(gè)電路由兩線(xiàn)制電流變送器產(chǎn)生的4～20ma電流與24v以及取樣電阻形成電流回路，從而在取樣電阻上產(chǎn)生一個(gè)1-5v壓降，并將此電壓值輸入到放大器lm258的3腳。電阻分壓電路用來(lái)在集成電路lm258的2腳產(chǎn)生一個(gè)固定的電壓值，用于抵消在取樣電阻上4ma電流產(chǎn)生的壓降。所以當兩線(xiàn)制電流變送器為最小值4ma時(shí)，lm258的3腳與2腳電壓差基本為0v。lm258與其相連接的電阻構成可調整電壓放大電路，將兩線(xiàn)制電流變送器電流在取樣電阻上的電壓值進(jìn)行放大并通過(guò)lm258的1腳輸出至模擬/數字轉換電路，供單片機cpu讀入，通過(guò)數據處理方法將兩線(xiàn)制電流變送器的4-20ma電流在lcd/led屏幕上以0-100a值的形式顯示出來(lái)。