OP07組成的4－20mA輸入/5V輸出的I/V轉(zhuǎn)換電路
圖中電路是一種被推薦使用的較好線路，首先，對運放的供電采用了由DIP封裝的TL431組成的高精度穩(wěn)壓電路，這種TL431采用DIP8封裝，耗散功率達到1W，更改供電電壓只需更換分壓電阻就可以輕易辦到。其次，運算放大器選擇使用的是高精度低失調(diào)的OP07，其參數(shù)指標大大優(yōu)于普通廉價運放。*為關(guān)鍵的是在對零點信號的處理上，可以保證輸入4mA的時候，運放ICC的輸出電壓等于零。
圖中電路是一種被推薦使用的較好線路，首先，對運放的供電采用了由DIP封裝的TL431組成的高精度穩(wěn)壓電路，這種TL431采用DIP8封裝，耗散功率達到1W，更改供電電壓只需更換分壓電阻就可以輕易辦到。其次，運算放大器選擇使用的是高精度低失調(diào)的OP07，其參數(shù)指標大大優(yōu)于普通廉價運放。*為關(guān)鍵的是在對零點信號的處理上，可以保證輸入4mA的時候，運放ICC的輸出電壓等于零。
分析一下這部分電路的工作原理：運放ICD的同相輸入端電壓由經(jīng)過TIA31穩(wěn)壓后的負電源提供，它通過R15與R14的分壓，取R14上的電壓與R10 上在4mA時的電壓一樣，然后，經(jīng)過運放的緩沖，從運放輸出接有一只PNP型三極管用于擴展輸出能力，實際這是一個典型的運算放大器穩(wěn)壓電源，其輸出將跟隨著運放同相端的電壓，可以從接近零的電壓起調(diào)。
R10就是4~20mA的I/V轉(zhuǎn)換電阻，按照上述道理，由于運放的作用，這個電阻的*小取值可以很小，電阻越小越能減輕前方傳感變送器的供電要求。
正是考慮到傳感變送器屬于一種遠傳信號的使用環(huán)境，為了防止引入干擾信號，加有輸入濾波電容器C0和兩只1N4148二極管對輸入信號可能出現(xiàn)的危險電壓進行保護。
例如：
取R10=25Ω，4mA時，其壓降=0.1V，把ICD的同相端輸入電壓配置為負的0.1V，這樣，輸入信號的0.1V與這個I／V配置的負0.1V恰好互相抵消，ICC輸出將是零電壓。隨著輸入電流的增大，如果輸入電流是5mA，I/V轉(zhuǎn)換電壓將是0.125V……如果輸入電流是20mA，I／V取樣電壓就是500mV。這樣，我們可以把這個電壓放大10倍得到5V滿度輸出，或者放大20倍得到10V滿度輸出。為了方便工程上的工作方便，減少同時手續(xù)，對R10、R15、R14、R01、R02等重要電阻，必須選擇其精度0.1％的E96分度的金屬膜電阻，其溫度漂移參數(shù)*好能夠不大于50ppm。
許多傳感器變送器輸入標注著4～20mA的輸出指標，可是，在實際上，這些參數(shù)都是不夠**的，包括一些進口傳感交送器，實際測試零點電流有誤差高達18％的，即標稱的4mA變成了3.3mA或4.7mA，這時候，就需要進行零點調(diào)整。在零點調(diào)整的時候，需要注意，R10與R14原來是1：4的關(guān)系，是因為它們流過的電流恰好是4：l的關(guān)系。因此，如果需要調(diào)整零點電壓的時候，千萬不要再動R10與R14，而應(yīng)該在零點調(diào)整時更改R15，在滿度調(diào)整時更改 R01。
在工程上，人們往往會采取比較快捷的工程應(yīng)用方法而不是理論推導(dǎo)來完成任務(wù)，因為在選擇元器件時，就往往無法按照計算好的數(shù)值去購買，只能從標準化生產(chǎn)的品種里頭去選擇搭配，而且，在調(diào)試時，也不可能按照理論計算的數(shù)值去測量，尤其當計算結(jié)果帶著超過4位小數(shù)以上時．對所使用的儀表就會要求很高，成為"雞蛋里頭挑骨頭了"。我們可以通過一個實際例子來說明這種電路的調(diào)試過程。
首先，必須把實際的傳感交送器拿到手并且進行實際的測量，例如測量到的數(shù)據(jù)為：零點電流=4.25mA，滿度電流=20.5mA。然后，根據(jù)*大輸入電流的實際數(shù)值來求出*大輸入電壓：20.5mA時R10上的電壓就是：20.5×25=512.5mV，其次求出零點電壓：4.25×25=106.25mV。
完成上面的簡單計算后，接著，對電路的參數(shù)進行調(diào)整，零點的時候調(diào)整R15，滿度的時候調(diào)整R01。按照說明提到過得，ICD的同相輸入電壓等于零點時R10上的電壓，可以求出：R15=(2500-106.25)／(106.25／100)=2.25KΩ。R01=[5000／(512.5-106.25)-1]×1=11.3l等于(5000是滿度輸出電壓，512.5是滿度輸入電壓，106.25是零點輸入電壓，-1是因為同相放大器會自然+1，-1是因為R02=1KΩ)。
驗算一下：
零點電流輸入時，輸入電壓為：4.25×25=(2.5×100)／(225+100)，結(jié)果：106.25=106.4，誤差：0.0014。滿度電流輸入時的滿度輸出電壓：(20.5×25-106.4)×(1 1.31／1+1)=4999.09，誤差：0.00018。
上面的計算和對電阻的取值都省略了小數(shù)點后多于3位的數(shù)字，因為實用中已經(jīng)不夠現(xiàn)實了。就目前的數(shù)值而言，在實際應(yīng)用中也可以滿足許多較高精度測量的要求了。
R10就是4~20mA的I/V轉(zhuǎn)換電阻，按照上述道理，由于運放的作用，這個電阻的*小取值可以很小，電阻越小越能減輕前方傳感變送器的供電要求。
正是考慮到傳感變送器屬于一種遠傳信號的使用環(huán)境，為了防止引入干擾信號，加有輸入濾波電容器C0和兩只1N4148二極管對輸入信號可能出現(xiàn)的危險電壓進行保護。
例如：
取R10=25Ω，4mA時，其壓降=0.1V，把ICD的同相端輸入電壓配置為負的0.1V，這樣，輸入信號的0.1V與這個I／V配置的負0.1V恰好互相抵消，ICC輸出將是零電壓。隨著輸入電流的增大，如果輸入電流是5mA，I/V轉(zhuǎn)換電壓將是0.125V……如果輸入電流是20mA，I／V取樣電壓就是500mV。這樣，我們可以把這個電壓放大10倍得到5V滿度輸出，或者放大20倍得到10V滿度輸出。為了方便工程上的工作方便，減少同時手續(xù)，對R10、R15、R14、R01、R02等重要電阻，必須選擇其精度0.1％的E96分度的金屬膜電阻，其溫度漂移參數(shù)*好能夠不大于50ppm。
許多傳感器變送器輸入標注著4～20mA的輸出指標，可是，在實際上，這些參數(shù)都是不夠**的，包括一些進口傳感交送器，實際測試零點電流有誤差高達18％的，即標稱的4mA變成了3.3mA或4.7mA，這時候，就需要進行零點調(diào)整。在零點調(diào)整的時候，需要注意，R10與R14原來是1：4的關(guān)系，是因為它們流過的電流恰好是4：l的關(guān)系。因此，如果需要調(diào)整零點電壓的時候，千萬不要再動R10與R14，而應(yīng)該在零點調(diào)整時更改R15，在滿度調(diào)整時更改 R01。
在工程上，人們往往會采取比較快捷的工程應(yīng)用方法而不是理論推導(dǎo)來完成任務(wù)，因為在選擇元器件時，就往往無法按照計算好的數(shù)值去購買，只能從標準化生產(chǎn)的品種里頭去選擇搭配，而且，在調(diào)試時，也不可能按照理論計算的數(shù)值去測量，尤其當計算結(jié)果帶著超過4位小數(shù)以上時．對所使用的儀表就會要求很高，成為"雞蛋里頭挑骨頭了"。我們可以通過一個實際例子來說明這種電路的調(diào)試過程。
首先，必須把實際的傳感交送器拿到手并且進行實際的測量，例如測量到的數(shù)據(jù)為：零點電流=4.25mA，滿度電流=20.5mA。然后，根據(jù)*大輸入電流的實際數(shù)值來求出*大輸入電壓：20.5mA時R10上的電壓就是：20.5×25=512.5mV，其次求出零點電壓：4.25×25=106.25mV。
完成上面的簡單計算后，接著，對電路的參數(shù)進行調(diào)整，零點的時候調(diào)整R15，滿度的時候調(diào)整R01。按照說明提到過得，ICD的同相輸入電壓等于零點時R10上的電壓，可以求出：R15=(2500-106.25)／(106.25／100)=2.25KΩ。R01=[5000／(512.5-106.25)-1]×1=11.3l等于(5000是滿度輸出電壓，512.5是滿度輸入電壓，106.25是零點輸入電壓，-1是因為同相放大器會自然+1，-1是因為R02=1KΩ)。
驗算一下：
零點電流輸入時，輸入電壓為：4.25×25=(2.5×100)／(225+100)，結(jié)果：106.25=106.4，誤差：0.0014。滿度電流輸入時的滿度輸出電壓：(20.5×25-106.4)×(1 1.31／1+1)=4999.09，誤差：0.00018。
上面的計算和對電阻的取值都省略了小數(shù)點后多于3位的數(shù)字，因為實用中已經(jīng)不夠現(xiàn)實了。就目前的數(shù)值而言，在實際應(yīng)用中也可以滿足許多較高精度測量的要求了。
提示：
1. 運算放大器OP-07本身在零電壓輸而輸出不為零時，可以在其1PN8P上連接微調(diào)電位器進行靜態(tài)零點調(diào)整，也可以在零點電流輸入時一并處理。
2. 由ICA和ICB組成的高精度穩(wěn)壓電源，其輸出電壓應(yīng)該大于主電路要求的滿度輸入電壓至少3V以上，這時候，不能使用T902小功率封裝的TL431來替換本電路DIP8封裝的TL431。
3. 當需要本電路處理其他非4~20mA輸入的信號時，可以去掉R10，這時候，利用OP-07的優(yōu)良性能和供電電源的高精度，作為通用放大器來使用。也是非常理想的。
公安機關(guān)備案號：
