4~20ma信号采集电路

简介

一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA，指最小电流为4mA,最大电流为20mA 。传输信号时候，要考虑到导线上也有电阻，如果用电压传输则会在导线的产生一定的压降，那接收端的信号就会产生一定的误差了。所以使用电流信号作为变送器的标准传输。

那么为什么选择4-20mA而不是0-20mA，有如下几点原因：

1. 电流信号的抗干扰能力更好，传输距离较远。

2. 接150Ω采样电阻，很容易得到0.6-3V信号。

3. 电流小可以直接使用采样电阻，功耗小，简化了采样电路

4. 用来检测线路开路的，如果0是最小，那么开路故障就检测不到了。

简单仿真了一个4-20mA转换为0.6V-3V的转换电路。

图一：4mA输入

图二：10mA输入

图三：20mA输入

那么我们实际如何来采集4-20mA的电流，首先我们可以把电流信号转换为电压信号，然后经过单片机的12位ADC转换，结果是把0~VCC的值转换成了0~4096。如果VCC是3V，我们可以再利用等比公式，把0~4095转换成0~3V的电压值，最后把电压转换为电流值。这就是我们所采集的最终电流了。