4-20mA电流输出设计方案推荐

仪表、传感器输出的电流信号多为4-20mA，为什么是4-20mA呢？因为4-20mA的传感器多为两线制，即信号线和电源线公用两根线，如果起点是0mA就这导致无法区分信号是0mA，还是传感器不工作；另外，起点是4mA也利于系统判断传感器是否掉电或者是断线。

2. 4-20mA该如何产生

那4-20mA的电流信号该如何产生呢，在数字电路高度发展的今天以单片机为核心的系统比比皆是，但是单片机是数字信号，而电流是模拟信号，这就需要用到DA转换，即数字信号转换为模拟信号。

目前，单片机要控制系统输出4-20mA的电流信号的常用方案为：

3. 推荐设计方案

今天要推荐一款芯片：AD5410，该芯片是ANGLOG DEVICE生产的，单通道12位串行输入的DAC芯片，与单片机的通信方式为SPI总线，单片机只需要将数值通过SPI写给AD5410即可输出相应的电流值。其供电范围为：10.8-40V。

上图是PIC单片机为核心设计的一款4-20mA电流输出的产品，AD5410具有丰富的错误诊断机制，可以大大提高设计的抗干扰性。电流输出公式如下：

N：DA转换的分辨率，该芯片为12位；

D：为载入DAC码的十进制等效值；

单片机通过AD转换将所采集到的物理量转化成电压信号V，再将V量化成0-1024的值与D对应，即可输出相应的4-20mA电流。

本订阅号专注于单片机、ARM、嵌入式等硬件、软件设计经验的分享，感谢您的关注，获取更多电子设计经验，请关注微信公众号：micropoint8

4-20mA专用DAC接口芯片

工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，它们都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。从芯片的角度讲，行业里非常需要能输出4-20mA信号的高集成度专用芯片，提高产品的性能，降低电路的研发调试和生产成本，将4-20mA的接口电路标准化。

为了方便地获取4-20mA信号，客益电子推出了系列的4-20mA DAC接口芯片，有不同的分辨率、数字接口、温飘系数、负载能力可供选择。

GP8301是将0-100%占空比的PWM输入信号，线性的转换成0-20mA/4-20mA模拟电流输出：

l 高精度：误差<0.1%，内置12bit DAC

l 低温漂：内置基准温度偏差小于25ppm/℃或者50ppm/℃

l 高集成度：内置基准、DAC、4-20mA接口电路，方案简洁，无需调试。

l 开路报警：输入空载的时候，通过Alarm信号对MCU进行报警。

l 易于隔离：只需要将前级PWM进行隔离，既可以实现信号隔离，易于实现。

GP8302、GP8303是I2C控制 0-20mA/4-20mA模拟电流输出：

l 高精度：误差<0.1%，内置12bit DAC

l 低温漂：内置基准温度偏差小于25ppm/℃或者50ppm/℃

l 高集成度：内置基准、DAC、4-20mA接口电路，方案简洁，无需调试。

l 开路报警：输入空载的时候，通过Alarm信号对MCU进行报警。

l 包含的I2C硬件地址A0A1A2，方便进行多通道4-20mA信号输出。

GP8102S、GP8112S是将0-100%占空比的PWM输入信号，线性的转换成0-20mA/4-20mA模拟电流输出

l 高精度：误差<0.1%，内置12bit DAC

l 低温漂：内置基准温度偏差小于25ppm/℃或者50ppm/℃

l 高集成度：内置基准、DAC、4-20mA接口电路，方案简洁，无需调试。

l 易于隔离：只需要将前级PWM进行隔离，既可以实现信号隔离，易于实现。

l 负载能力强：24V供电，可以支持900Ω负载电阻。

l GP8112S与GP8102S脚位兼容，为15bit DAC版本

GP8202S、GP8202AS、GP8212S是I2C控制 0-20mA/4-20mA模拟电流输出：

l 高精度：误差<0.1%，内置12bit DAC

l 低温漂：内置基准温度偏差小于25ppm/℃或者50ppm/℃

l 高集成度：内置基准、DAC、4-20mA接口电路，方案简洁，无需调试。

l 负载能力强：24V供电，可以支持900Ω负载电阻。

l GP8212S与GP8202S脚位兼容，为15bit DAC版本

l GP8202AS包含的I2C硬件地址A0A1A2，方便进行多通道4-20mA信号输出。

相关问答

420ma信号电压是多少?

4-20毫安是电压电压是0.4~2V,输出型传感器的输出标准,在终端接不同的匹配电阻产生的电压不同。还包括以下几种:如接100Ω,静态有4mA电流,如果线路...

电化学测氢气的参数?

检测方式:扩散式、流通式、泵吸式可选安装方式:壁挂式、管道式(螺纹尺寸:M40X1.5mm)、流通式信号输出:①4-20mA信号:标准的16位精度4-20mA输出芯片,...

有谁知道一种提供4-20MA电流环的芯片，且此芯片管脚要求越少越好。把电压转化成电流，15V供电，谢谢大家?

AD694的管脚太多了(16脚),XTR115和XTR116都是8脚的4~20mA电流环变送器,工作电压范围7.5~36V,还自带内部基准。AD694的管脚太多了(16脚),XTR115和XTR11...

现场有瞬时流量和累积流量显示，但是没有4-20MA输出-懂得

额无线远传的话那是芯片和系统的问题,有线的话那就先查线再查系统

请问;怎么把0-10V电压信号变换成4-20mA电流信号?-ZOL问答

AD694是一款单芯片电流发射器,可将0-10V电压信号转换成4-20mA的电流信号。该芯片具有以下特点:1.高精度:AD694采用经过有源激光调整的薄膜电阻,无需额外调整...

蓄电池放电仪上的MA代表什么意思什么叫做IC放电还有其它字母...

[最佳回答]IC是集成电路的简称,电容在电路中的作用是,充放电,电阻的作用是,阻碍电流的流动,从而产生电压降,利用这些特点,可以组成不同的电路,MA是最大输出电...

4-20ma对应-20-80度模拟量怎么换算-熙的回答-懂得

设模拟量为I,实际温度为T,则:T=(I-4)/(20-4)*[80-(-20)]+(-20)模拟量是指变量在一定范围连续变化的量;也就是在一定范围(定义域)内可以取任意值(在...

3.6v锂电池，常用的LDO稳压芯片有哪些?输出电压3v，负载电流20ma。谢谢?

BL8505三端升压稳压IC该IC最低工作电压仅1.0V。输出电压范围2.5~5.0V,步进0.1V。采用TO92三脚封装,外形与9013三极管完全一样。BL8505三端升压稳压IC该IC最...

福禄克15b万用表4—20ma测量原理及维修?

福禄克15b万用表4—20ma的测量原理及维修办法:首先测量一下TL062芯片是否停振,如果是停振检查振荡电路元件,必要时更换TL062双运放芯片。检查测量电容插座接...

k24c02芯片参数?

k24c02存储器芯片的参数如下:1.宽范围的工作电压1.8v~5.5v。2.低电压技术:1mA典型工作电流,1uA典型待机电流。3.储存器组织结构:4.2线串行接口,完全兼容...