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集成化精密电流变送器的原理与应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:首先介绍了XTR系列集成电流变送器的产品分类及主要特点,然后阐述了XTR115的工作原理,最后介绍了XTR115及XTR101的典型应用。
  关键词:电流变送器;电流环;应变桥;保护电路
  
  引言
  
  集成电流变送器亦称电流环电路,根据转换原理的不同可划分成以下两种类型:一种是电压/电流转换器,亦称电流环发生器,它能将输入电压转换成4~20mA的电流信号(典型产品有1B21,1B22,AD693,AD694,XTR101,XTR106和XTR115);另一种属于电流/电压转换器,也叫电流环接收器(典型产品为RCV420)。上述产品可满足不同用户的需要。
  
  XTR系列是美国BB(BURR-BROWN)公司生产的精密电流变送器,该公司现已并入TI公司。该系列产品包括XTR101,XTR105,XTR106,XTR110,XTR115和XTR116共6种型号。其特点是能完成电压/电流(或电流/电流)转换,适配各种传感器构成测试系统、工业过程控制系统、电子秤重仪等。
  
  1XTR系列产品的分类及性能特点
  
  XTR系列精密电流变送器产品的分类及主要特点详见表1。
  
  表1XTR系列产品的分类及主要特点
  
  产品
  型号满量程输入范围激励源输出输出电流Io/mA环路电源Us/V封装形式
  主要特点
  
  XTR10110mV或50mV两路1mA电
  流源4~2011.6~40DIP-14SOL-16能将各种传感器产生的微弱电压信号转换成4~20mA的电流信号,适配应变桥、热电偶及铂热
  电阻XTR1055mV~1V两路0.8mA电流源4~207.3~36DIP-14带2线制或3线制铂电阻接口,能实现温度/电流
  转换XTR106满量程范围由电阻Rs来设定2.5V及5V两路基准电压4~207.5~36DIP-14带2.5V或5V激励源,适配应变桥XTR1100~5V或0~10V10V基准电压4~20或0~20或5~2513.4~40DIP-16可选择输入电压范围和输出电流范围XTR11540~200μA2.5V基准电压4~207.5~36SO-8带2.5V激励源和+5V精密稳压器,可分别给应变桥和前置放大器单独供电,能简化电源设计XTR11640~200μA4.096V基准电压4~207.5~36SO-8带4.096V激励源和+5V精密稳压器,可分别给应变桥和前置放大器单独供电,能简化电源设计
  2XTR115型电流变送器的工作原理
  
  2.1性能特点
  
  1)它属于二线制电流变送器,内部的2.5V基准电压可作为传感器的激励源。XTR115可将传感器产生的40~200μA弱电流信号放大100倍,获得4~20mA的标准输出。当环路电流接近32mA时能自动限流。如果在脚3与脚5之间并联一只电阻,就可以改变限流值。
  
  2)芯片中增加了+5V精密稳压器,其输出电压精度为±0.05%,电压温度系数仅为20×10-6/℃,可给外部电路(例如前置放大器)单独供电,从而简化了外部电源的设计。
  
  3)精度高,非线性误差小。转换精度可达±0

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