1 4-20 毫安电流转1-5V 电压转换电路 最简单的4－20m A 输入/5V 输出的I/V 转换电路 在与电流输出的传感器接口的时候，为了把传感器(变送器)输出的1-10mA 或者4-20mA 电流信号转换成为电压信号，往往都会在后级电路的最前端配置一个I/V 转换电路，图1 就是这种电路最简单的应用示意图。 仅仅使用一只 I/V 转换取样电阻，就可以把输入电流转换成为信号电压，其取样电阻可以按照 Vin／I=R 求出，Vin 是单片机需要的满度 A／D 信号电压，I 是输入的最大信号电流。 这种电路虽然简单，但是却不实用，首先，其实际意义是零点信号的时候，会有一个零点电流流过取样电阻，如果按照 4~20mA输入电流转换到最大 5V 电压来分析，零点的时候恰好就是1V，这个1V 在单片机资源足够的时候，可以由单片机软件去减掉它。可是这样一来。其有用电压就会剩下 5-1=4V 而不是5V 了。由于单片机的A／D 最大输入电压就是单片机的供电电压，这个电压通常就是5V，因此，处理这种简单的输入转换电路时比较麻烦。为了达到 A／D 转换的位数，就会导致芯片成本增加。 LM324 组成的4－20mA 输入/5V 输出的I/V 转换电路 解决上面问题的简单方法是在单片机输入之前配置一个由运算放大器组成的缓冲处理电路，见图2。 增加这级运算放大器可以起到对零点的处理会变得更加方便，无需耗用单片机的内部资源，尤其单片机是采用A／D 接口来接受这种零点信号不为零电压的输入时，可以保证 A/D 转换位数的资源能够全部应用于有用信号上。 以 4～20mA 例，图B 中的RA0 是电流取样电阻，其值的大小主要受传感变送器供电电压的制约，当前级采用24V 供电时，RA0经常会使用500Ω 的阻值，对应20mA 的时候，转换电压为10V，如果仅仅需要最大转换电压为5V，可以取 RA0=250Ω ，这时候，传感变送器的供电只要 12V 就够用了。因为即使传送距离达到 1000 米，RA0 最多也就几百 Ω 而已。 同时，线路输入与主电路的隔离作用，尤其是主电路为单片机系统的时候，这个隔离级还可以起到保护单片机系统的作用。 图2 采用的是廉价运放 LM324，其对零点的处理是在反相输入端上加入一个调整电压，其大小恰好为输入4mA 时在RAO 上的压降。有了运算放大器，还使得 RAO 的取值可以更加小，因为这时信号电压不够大的部分可以通过配置运放的放大倍数来补足。这样，就可以真正把4～20mA 电流转换成为0～5V 电压了。 使用运算放大器也会带来一些...
