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從研發(fā)認(rèn)識(shí)計(jì)為
二線制4～20mA顯示模塊幾種常見方案的對比
2017-08-04
隨著料位計(jì)數(shù)字化、可視化技術(shù)的發(fā)展，無源二線制4～20mA顯示模塊已越來越多的配備于各種料位計(jì)，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。無源二線制4-20mA顯示模塊是指顯示模塊與外界僅有兩根導(dǎo)線連接至二線制的4～20mA電流信號(hào)中，這兩根導(dǎo)線既是顯示模塊信號(hào)采集的輸入，也是其供電電源的輸入。這種結(jié)構(gòu)因其布線簡單、極高的可靠性和性價(jià)比、無需考慮供電和隔離等優(yōu)點(diǎn)而深受用戶喜愛。
目前無源二線制4～20mA顯示模塊常見方案有兩種，對比說明如下：
方案一：
通過運(yùn)算放大器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后利用單片機(jī)的A/D單元或者專用A/D轉(zhuǎn)換IC將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后單片機(jī)讀取A/D中的數(shù)字信號(hào)并將其顯示在LCD上。
此方案在信號(hào)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)采用運(yùn)算放大器及大量外圍阻容器件，影響整機(jī)的可靠性，并且受器件內(nèi)部溫漂、零點(diǎn)漂移的影響易造成示值誤差。在A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，普通單片機(jī)和普通A/D轉(zhuǎn)換IC均存在位數(shù)較低轉(zhuǎn)換精度較差的缺點(diǎn)，影響測量的精度。
方案二：
通過專用二線制4～20mA信號(hào)采集單片機(jī)對電流信號(hào)進(jìn)行處理。電流信號(hào)通過信號(hào)采集I/O口外一精密電阻轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，然后進(jìn)入具有10種放大倍率選擇的PGA單元進(jìn)行放大，最后進(jìn)入18位全差動(dòng)輸入ΣΔADC類型模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并顯示在LCD上。
此方案在信號(hào)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)無外圍運(yùn)算放大模擬電路，所以可靠性高，不受溫漂、零點(diǎn)漂移的影響。在A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)18位全差動(dòng)輸入ΣΔADC類型模數(shù)轉(zhuǎn)換單元能保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的精確性。同時(shí)此專用單片機(jī)的通用I/O口兼具普通單片機(jī)的I/O功能，較易實(shí)現(xiàn)通訊、顯示、控制等功能。
從上述兩個(gè)方案的對比可以看出，通過專用二線制4～20mA信號(hào)采集單片機(jī)對電流信號(hào)進(jìn)行處理具有可靠性高、精度高、信號(hào)不受器件溫漂、零點(diǎn)漂移的影響等優(yōu)點(diǎn)。此方案被越來越多的應(yīng)用于磁翻板液位計(jì)、浮球液位計(jì)等各種現(xiàn)場顯示測控儀表中。
以上就是有關(guān)“二線制4～20mA顯示模塊幾種常見方案的對比”的相關(guān)介紹，如欲了解更多液位開關(guān)、磁翻板液位計(jì)等物位測量方面的知識(shí)，歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：Jiweimeter。
目前無源二線制4～20mA顯示模塊常見方案有兩種，對比說明如下：
方案一：
通過運(yùn)算放大器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后利用單片機(jī)的A/D單元或者專用A/D轉(zhuǎn)換IC將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后單片機(jī)讀取A/D中的數(shù)字信號(hào)并將其顯示在LCD上。
此方案在信號(hào)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)采用運(yùn)算放大器及大量外圍阻容器件，影響整機(jī)的可靠性，并且受器件內(nèi)部溫漂、零點(diǎn)漂移的影響易造成示值誤差。在A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，普通單片機(jī)和普通A/D轉(zhuǎn)換IC均存在位數(shù)較低轉(zhuǎn)換精度較差的缺點(diǎn)，影響測量的精度。
方案二：
通過專用二線制4～20mA信號(hào)采集單片機(jī)對電流信號(hào)進(jìn)行處理。電流信號(hào)通過信號(hào)采集I/O口外一精密電阻轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，然后進(jìn)入具有10種放大倍率選擇的PGA單元進(jìn)行放大，最后進(jìn)入18位全差動(dòng)輸入ΣΔADC類型模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并顯示在LCD上。
此方案在信號(hào)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)無外圍運(yùn)算放大模擬電路，所以可靠性高，不受溫漂、零點(diǎn)漂移的影響。在A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)18位全差動(dòng)輸入ΣΔADC類型模數(shù)轉(zhuǎn)換單元能保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的精確性。同時(shí)此專用單片機(jī)的通用I/O口兼具普通單片機(jī)的I/O功能，較易實(shí)現(xiàn)通訊、顯示、控制等功能。
從上述兩個(gè)方案的對比可以看出，通過專用二線制4～20mA信號(hào)采集單片機(jī)對電流信號(hào)進(jìn)行處理具有可靠性高、精度高、信號(hào)不受器件溫漂、零點(diǎn)漂移的影響等優(yōu)點(diǎn)。此方案被越來越多的應(yīng)用于磁翻板液位計(jì)、浮球液位計(jì)等各種現(xiàn)場顯示測控儀表中。
以上就是有關(guān)“二線制4～20mA顯示模塊幾種常見方案的對比”的相關(guān)介紹，如欲了解更多液位開關(guān)、磁翻板液位計(jì)等物位測量方面的知識(shí)，歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：Jiweimeter。
（深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司研發(fā)中心2017年8月4日發(fā)布）
TAGS : 二線制
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