手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關(guān)注視頻號
儀器聚焦丨熱點(diǎn)重點(diǎn)大盤點(diǎn) 儀器行業(yè)本周要點(diǎn)速遞（2025年第23期）
在單片機(jī)控制的許多應(yīng)用場合，都要使用 傳感器 來將單片機(jī)不能直接測量的信號轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以處理的電模擬信號，如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器等。早期的傳感器大多為電壓輸出型，即將測量信號轉(zhuǎn)換為0-5V電壓輸出，通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供單片機(jī)讀取、控制。但在信號需要遠(yuǎn)距離傳輸或使用環(huán)境中電網(wǎng)干擾較大的場合，電壓輸出型傳感器的使用受到了限制，暴露了抗干擾能力較差等缺點(diǎn)，而電流輸出型傳感器以其具有較高的抗干擾能力得到了廣泛應(yīng)用。
電壓輸出型壓力傳感器抗干擾能力差，有時輸出的直流電壓上還疊加有交流成分，使單片機(jī)產(chǎn)生誤判斷，控制出現(xiàn)錯誤，嚴(yán)重時還會損壞設(shè)備。
電流輸出型傳感器的輸出范圍常用的有0～20mA及4～20mA兩種，傳感器輸出zui小電流及zui大電流時，分別代表傳感器所標(biāo)定的zui小及zui大額定輸出值。
如測壓范圍為以0～35Mpa的輸出壓力傳感器為例進(jìn)行敘述。對于輸出0～20mA的傳感器0mA電流對應(yīng)0MPa壓力值，輸出4～20mA的傳感器4mA電流對應(yīng)0MPa壓力值，兩類傳感器的20mA電流都對應(yīng)35MPa壓力值。
對于輸出0～20mA的 傳感器 ，在電路設(shè)計(jì)上我們只需選擇合適的降壓電阻，通過A/D轉(zhuǎn)換器直接將電阻上的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號即可，電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理都比較簡單。
對于輸出4～20mA的傳感器，電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理上都比較煩瑣。但這種傳感器能夠在傳感器線路不通時，通過是否能檢測到正常范圍內(nèi)的電流，判斷電路是否出現(xiàn)故障，因此使用更為普遍。
4～20mA傳感器的一般處理方法
由于4～20mA傳感器輸出4mA時，在取樣電阻上的電壓不等于0，直接經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量也不為0，單片機(jī)無法直接利用，通過公式計(jì)算過于復(fù)雜。因此一般的處理方法是通過硬件電路將4mA在取樣電阻上產(chǎn)生的電壓降消除，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
由 壓力傳感器 產(chǎn)生的4～20mA電流與13VG形成電流回路，從而在取樣電阻上產(chǎn)生一定壓降，并將此電壓值輸入到放大器LM358的3腳。電阻分壓電路用來在集成電路LM358的2腳產(chǎn)生一個固定的電壓值，用于抵消在取樣電阻上4mA電流產(chǎn)生的壓降。所以當(dāng)壓力傳感器為zui小值4mA時，LM358的3腳與2腳電壓差基本為0V。LM358與其相連接的電阻構(gòu)成可調(diào)整電壓放大電路，將壓力傳感器電流在取樣電阻上的電壓值進(jìn)行放大并通過LM358的1腳輸出至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，供單片機(jī)CPU讀入，通過查表法或其它的數(shù)據(jù)處理方法將壓力傳感器的4-20mA電流在屏幕上以壓力值的形式顯示出來
電壓輸出型壓力傳感器抗干擾能力差，有時輸出的直流電壓上還疊加有交流成分，使單片機(jī)產(chǎn)生誤判斷，控制出現(xiàn)錯誤，嚴(yán)重時還會損壞設(shè)備。
電流輸出型傳感器的輸出范圍常用的有0～20mA及4～20mA兩種，傳感器輸出zui小電流及zui大電流時，分別代表傳感器所標(biāo)定的zui小及zui大額定輸出值。
如測壓范圍為以0～35Mpa的輸出壓力傳感器為例進(jìn)行敘述。對于輸出0～20mA的傳感器0mA電流對應(yīng)0MPa壓力值，輸出4～20mA的傳感器4mA電流對應(yīng)0MPa壓力值，兩類傳感器的20mA電流都對應(yīng)35MPa壓力值。
對于輸出0～20mA的 傳感器 ，在電路設(shè)計(jì)上我們只需選擇合適的降壓電阻，通過A/D轉(zhuǎn)換器直接將電阻上的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號即可，電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理都比較簡單。
對于輸出4～20mA的傳感器，電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理上都比較煩瑣。但這種傳感器能夠在傳感器線路不通時，通過是否能檢測到正常范圍內(nèi)的電流，判斷電路是否出現(xiàn)故障，因此使用更為普遍。
4～20mA傳感器的一般處理方法
由于4～20mA傳感器輸出4mA時，在取樣電阻上的電壓不等于0，直接經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量也不為0，單片機(jī)無法直接利用，通過公式計(jì)算過于復(fù)雜。因此一般的處理方法是通過硬件電路將4mA在取樣電阻上產(chǎn)生的電壓降消除，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
由 壓力傳感器 產(chǎn)生的4～20mA電流與13VG形成電流回路，從而在取樣電阻上產(chǎn)生一定壓降，并將此電壓值輸入到放大器LM358的3腳。電阻分壓電路用來在集成電路LM358的2腳產(chǎn)生一個固定的電壓值，用于抵消在取樣電阻上4mA電流產(chǎn)生的壓降。所以當(dāng)壓力傳感器為zui小值4mA時，LM358的3腳與2腳電壓差基本為0V。LM358與其相連接的電阻構(gòu)成可調(diào)整電壓放大電路，將壓力傳感器電流在取樣電阻上的電壓值進(jìn)行放大并通過LM358的1腳輸出至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，供單片機(jī)CPU讀入，通過查表法或其它的數(shù)據(jù)處理方法將壓力傳感器的4-20mA電流在屏幕上以壓力值的形式顯示出來
該廠商推薦產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
采購中心