LM324運(yùn)放4~20MA轉(zhuǎn)1~5V電流轉(zhuǎn)電壓電路圖PCB與詳細(xì)解說(shuō)資料下載

ID:284341 · 發(fā)表于 2018-2-23 23:38

Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)

電流轉(zhuǎn)電壓模塊實(shí)物圖：

【簡(jiǎn)要說(shuō)明】

一、尺寸：全長(zhǎng)51mm寬23mm高18mm

二、主芯片：LM324運(yùn)算放大器

三、工作電壓：直流3V~30V

四、特點(diǎn)：

1、電路簡(jiǎn)單實(shí)用，接線簡(jiǎn)單。

2、一端與傳感器連接，另一端接電源和信號(hào)輸入即可（具體可參靠下圖描述）。

3、輸出信號(hào)直接連接AD轉(zhuǎn)換器。

4、可與帶AD功能的單片機(jī)連接。

5、電路小巧，方便固定安裝。

6、主要是實(shí)現(xiàn)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上的電流（0～10mA、4～20mA）轉(zhuǎn)換工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上的電壓（0～5V、1～5V）。

7、工作溫度-10°~70°。

8、RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps

9、RS-485最大的通信距離約為1200m，最大傳輸速率為10Mb/S，傳輸速率與傳輸距離成反比，在100Kb/S的傳輸速率下，才可以達(dá)到最大的通信距離，如果需傳輸更長(zhǎng)的距離，需要加485中繼器。RS-485總線一般最大支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果使用特制的485芯片，可以達(dá)到128個(gè)或者256個(gè)節(jié)點(diǎn)，最大的可以支持到400個(gè)節(jié)點(diǎn)。

【標(biāo)注說(shuō)明圖】

根據(jù)同相放大電路的放大倍數(shù)

A=1+

0～10mA/0～5V電流/電壓

假設(shè)R1=200Ω,那么當(dāng)輸入0～10mA電流信號(hào)時(shí),R1兩端產(chǎn)生的壓降為0～2V,要使其產(chǎn)生0～5V的輸出電壓,那么確定其放大倍數(shù)為2.5,即A=2.5,如果R4=150K,R3=100K,滿足A=2.5,由于R2、R5參數(shù)的確定與電路沒(méi)有多大影響，理論上設(shè)計(jì)給定R2=100k, R5=10k。所以設(shè)計(jì)得到0～10mA/0～5V電流/電壓變換電路。如圖2.4

圖2.4 0～10mA/0～5V電流/電壓變換電路

測(cè)量當(dāng)輸入電流為0～10mA時(shí)，輸出電壓的值，如下表4.6所示：

表4.6 0～10mA/0～5V轉(zhuǎn)換電路測(cè)量數(shù)據(jù)

輸入電流（Ii）/mA	1.0	2.5	4.0	5.0	6.0	7.5	10.0
輸出電壓（Uo）/V	0.49	1.24	1.99	2.5	3.0	3.73	5.0
Uo(理論)	0.5	1.25	2.0	2.5	3.0	3.75	5.0

根據(jù)表4.6作出0～10mA/0～5V電流/電壓轉(zhuǎn)換電路的對(duì)應(yīng)曲線圖，如圖4.4所示。由曲線可以看出，該轉(zhuǎn)換電路具有良好的線性。

圖4.4 0～10mA/0～5V轉(zhuǎn)換電路對(duì)應(yīng)曲線

4～20mA/0～5V電流/電壓

同理，假設(shè)R1=200Ω,那么當(dāng)輸入4～20mA電流信號(hào)時(shí),R1兩端產(chǎn)生的壓降為0.8～4V,要使其產(chǎn)生1～5V的輸出電壓,那么確定其放大倍數(shù)為1.25,即A=1.25。同相放大電路的放大倍數(shù)，如果R4=25K,R3=100K,滿足A=1.25,由于R2、R5參數(shù)的確定與電路沒(méi)有多大影響，理論設(shè)計(jì)R2=100k,R5=10k。同樣設(shè)計(jì)得到4～20mA/1～5V電流/電壓變換電路。

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圖2.5 4～20mA/0～5V電流/電壓變換電路

4～20mA/1～5V轉(zhuǎn)換電路的調(diào)試

將撥動(dòng)開關(guān)撥到另一端，將R4=25k接入電路中；同樣調(diào)節(jié)調(diào)零電阻使得零輸入時(shí)，滿足零輸出。測(cè)量當(dāng)輸入為4～20mA時(shí)，輸出的電壓值，如表4.7所示：

表4.7 4～20mA/1～5V轉(zhuǎn)換電路測(cè)量數(shù)據(jù)

輸入電流（Ii）/mA	4.0	5.0	10.0	15.0	20.0
輸出電壓（Uo）/V	1.0	1.24	2.49	3.73	4.96
Uo(理論)	1.0	1.25	2.5	3.75	5.0

由表4.7作出4～20mA/1～5V電流/電壓轉(zhuǎn)換電路的對(duì)應(yīng)曲線圖，如圖4.5所示。由曲線可以看出，該轉(zhuǎn)換電路具有良好的線性。

圖4.5 4～20mA/1～5V

轉(zhuǎn)換電路對(duì)應(yīng)曲線

【原理圖】

全部資料51hei下載地址：

ID:286524 · 發(fā)表于 2018-3-4 08:04

這個(gè)電路不用隔離嗎

ID:312760 · 發(fā)表于 2018-4-27 18:57

不知道有沒(méi)有精度更高的

ID:98880 · 發(fā)表于 2018-7-4 10:04

謝謝你提供這種有實(shí)例的計(jì)算。我正在設(shè)計(jì)一個(gè)電路，你這個(gè)可以參考。謝謝了。如果采樣電阻改為0.1歐，單片機(jī)為3.3V的STM的話，你這個(gè)可以放大10倍嗎？穩(wěn)定嗎？

ID:47652 · 發(fā)表于 2018-8-22 20:30

謝謝分享，不錯(cuò)！

ID:314119 · 發(fā)表于 2018-8-29 10:58

謝謝分享！

ID:229939 · 發(fā)表于 2018-8-30 21:38

謝謝分享！

ID:186637 · 發(fā)表于 2018-10-16 16:15

謝謝分享！學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)！

ID:475023 · 發(fā)表于 2019-2-5 20:26

用來(lái)借鑒一下，辛苦您了

ID:265557 · 發(fā)表于 2019-2-14 11:36

感謝分享。

ID:473292 · 發(fā)表于 2019-2-15 08:38

謝謝，學(xué)習(xí)到了

ID:149799 · 發(fā)表于 2019-2-23 09:44

謝謝分享，電路設(shè)計(jì)的較好，計(jì)算的較含糊，也許是我理解不夠。

ID:436839 · 發(fā)表于 2019-4-13 14:25

您好，請(qǐng)問(wèn)我按照您的電路圖搭建了實(shí)物，4-20ma轉(zhuǎn)0-5V，但是測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)輸出電壓一直是10V不知道為什么

ID:345562 · 發(fā)表于 2019-4-23 09:11

說(shuō)得好清楚，看明白那，平臺(tái)因你而精采，學(xué)習(xí)那。

ID:521429 · 發(fā)表于 2019-4-25 15:34

電容作用是什么，取多大

ID:607464 · 發(fā)表于 2019-9-4 15:48

4-20ma的轉(zhuǎn)換電路有沒(méi)有，電流轉(zhuǎn)電壓0-3.3

ID:56665 · 發(fā)表于 2019-9-4 17:12

R2參數(shù)對(duì)電路影響很大，怎么說(shuō)沒(méi)影響呢，改變R2的值，電壓就不是0-5V了。

ID:607952 · 發(fā)表于 2019-9-5 15:14

學(xué)習(xí)到了，感謝分享

ID:105474 · 發(fā)表于 2019-11-18 15:09

不錯(cuò)了，謝謝了，感些分享，很有參考價(jià)值。

ID:644802 · 發(fā)表于 2019-11-19 09:12

宇宙之星發(fā)表于 2019-9-4 15:48
4-20ma的轉(zhuǎn)換電路有沒(méi)有，電流轉(zhuǎn)電壓0-3.3

你做出來(lái)了嗎

ID:81102 · 發(fā)表于 2020-7-13 16:22

這電路也干拿出來(lái)曬工控上面用直接廢掉

ID:663105 · 發(fā)表于 2021-4-5 16:15

這個(gè)電路非常有用，謝謝樓主

ID:844073 · 發(fā)表于 2021-5-28 12:42

這個(gè)電路非常有用，謝謝樓主

ID:188544 · 發(fā)表于 2021-8-6 09:46

這電路也拿出來(lái)曬工控上面用直接廢掉

ID:97023 · 發(fā)表于 2021-8-9 21:48

cz1799974889 發(fā)表于 2019-4-25 15:34
電容作用是什么，取多大

應(yīng)該是濾除干擾的

ID:805324 · 發(fā)表于 2021-8-14 10:54

LM324 的offset 電流都有3-7ma，不準(zhǔn)吧

ID:1095925 · 發(fā)表于 2024-1-3 21:36

看到什么學(xué)習(xí)什么

ID:468878 · 發(fā)表于 2024-4-8 14:29

xhc890704 發(fā)表于 2020-7-13 16:22
這電路也干拿出來(lái)曬工控上面用直接廢掉

工控上面一般用什么樣的電路？從來(lái)沒(méi)用過(guò)電流型的傳感器。

ID:468878 · 發(fā)表于 2024-4-8 14:50

m182892 發(fā)表于 2019-9-4 17:12
R2參數(shù)對(duì)電路影響很大，怎么說(shuō)沒(méi)影響呢，改變R2的值，電壓就不是0-5V了。

從運(yùn)放理想電路來(lái)說(shuō)，R2的確是沒(méi)什么影響。LM324輸入阻抗應(yīng)該有那么幾百M(fèi)，所以比理想差點(diǎn)，但也不至于影響那么大。不過(guò)324這種運(yùn)放估計(jì)零漂都有點(diǎn)受不了。還是差動(dòng)放大可靠點(diǎn)。

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