电压电流转换检测电路，传感器检测电路，电流检测电路

电流检测

图1，分析一个大家接触得较多的电路。

很多控制器接受来自各种检测仪表的0~20mA或4~20mA电流，电路将此电流转换成电压后再送ADC转换成数字信号，图九就是这样一个典型电路。

如图4~20mA电流流过采样100Ω电阻R1，在R1上会产生0.4~2V的电压差。

由虚断知，运放输入端没有电流流过，则流过R3和R5的电流相等，流过R2和R4的电流相等。故：

(V2-Vy)/R3=Vy/R5……a

(V1-Vx)/R2=(Vx-Vout)/R4……b

由虚短知：

Vx=Vy……c

电流从0~20mA变化，则：

V1=V2+(0.4~2)……d

由cd式代入b式得：

(V2+(0.4~2)-Vy)/R2=(Vy-Vout)/R4……e

如果R3=R2，R4=R5，则，由e-a得：

Vout=-(0.4~2)R4/R2……f

图9：R4/R2=22k/10k=2.2，则f式：

Vout=-(0.88~4.4)V

即是说，将4~20mA电流转换成了-0.88~-4.4V电压，此电压可以送ADC去处理。注：若将图9电流反接既得：

Vout=+(0.88~4.4)V

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电压电流转换检测

图2，电流可以转换成电压，电压也可以转换成电流。图2是这样一个电路。上图的负反馈没有通过电阻直接反馈，而是串联了三极管Q1的发射结，大家可不要以为是一个比较器就是了。只要是放大电路，虚短虚断的规律仍然是符合的！

由虚断知，运放输入端没有电流流过，则：

(Vi–V1)/R2=(V1–V4)/R6……a

同理：

(V3–V2)/R5=V2/R4……b

由虚短知：

V1=V2……c

如果R2=R6，R4=R5，则由abc式得：

V3-V4=Vi

上式说明R7两端的电压和输入电压Vi相等，则通过R7的电流：

I=Vi/R7

如果负载RL<<100KΩ，则通过Rl和通过R7的电流基本相同。

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传感器检测

来一个复杂的！图是一个三线制PT100前置放大电路。PT100传感器引出三根材质、线径、长度完全相同的线，接法如图所示。有2V的电压加在由R14、R20、R15、Z1、PT100及其线电阻组成的桥电路上。Z1、Z2、Z3、D11、D12、D83及各电容在电路中起滤波和保护作用，静态分析时可不予理会，Z1、Z2、Z3可视为短路，D11、D12、D83及各电容可视为开路。

由电阻分压知：

V3=2*R20/(R14+20)=200/1100=2/11……a

由虚短知，U8B第6、7脚电压和第5脚电压相等：

V4=V3……b

由虚断知，U8A第2脚没有电流流过，则流过R18和R19上的电流相等：

(V2-V4)/R19=(V5-V2)/R18……c

由虚断知，U8A第3脚没有电流流过：

V1=V7……d

在桥电路中R15和Z1、PT100及线电阻串联，PT100与线电阻串联分得的电压通过电阻R17加至U8A的第3脚。

V7=2*(Rx+2R0)/(R15+Rx+2R0)……e

由虚短知，U8A第3脚和第2脚电压相等：

V1=V2……f

由abcdef得：

(V5-V7)/100=(V7-V3)/2.2

化简得：

V5=(102.2*V7-100V3)/2.2

即：

V5=204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0)–200/11……g

上式输出电压V5是Rx的函数我们再看线电阻的影响。Pt100最下端线电阻上产生的电压降经过中间的线电阻、Z2、R22，加至U8C的第10脚。

由虚断知，

V5=V8=V9=2*R0/(R15+Rx+2R0)……a

(V6-V10)/R25=V10/R26……b

由虚短知，

V10=V5……c

由式abc得：

V6=(102.2/2.2)V5

=204.4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)]……h

由式gh组成的方程组知，如果测出V5、V6的值，就可算出Rx及R0，知道Rx，查pt100分度表就知道温度的大小了。