電流轉(zhuǎn)電壓的實(shí)現(xiàn)

1、<p>　　由于應(yīng)用和原理的不同，電流信號的輸出，如傳感器變送器輸出的4~20mA，需要變換成電壓以利于后續(xù)驅(qū)動或采集。對于不同的電流信號，考慮功率問題，有的需要先經(jīng)過電流互感器將大電流變小，否則大電流容易在電阻上產(chǎn)生過大的功率。</p><p>　　下面介紹幾種I/V變換的實(shí)現(xiàn)方法。</p><p><b>　　分壓器方法</b></p>&

2、lt;p>　　利用如圖1分壓電路，將電流通入電阻。在電阻上采樣出電壓信號。其中，可以使用電位器調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。這種方法最簡單，但需要考慮功率和放大倍數(shù)的選擇問題。</p><p><b>　　霍爾傳感器方法</b></p><p>　　使用霍爾效應(yīng)，在元件兩端通過電流I，并在元件垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度B的磁場，即會輸出電壓。由下面的公式獲得線性關(guān)系。<

3、;/p><p>　　其中，RH為霍爾常數(shù)，I為輸入電流，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，d為霍爾元件厚度。</p><p>　　這種方法多用于對電流的測量，雖然也可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，但是精度有限。</p><p><b>　　積分電路方法</b></p><p>　　電壓可以看作是電流的積分，利用如圖電路有：</p><p&g

4、t;　　為保證精度，選取運(yùn)放時(shí)盡量找輸入阻抗大的。該電路常用于PID調(diào)節(jié)，積分電路成熟且放大倍數(shù)和精度較好。但要注意這種電路輸出電壓和輸入電流的相位是相反的。</p><p>　　運(yùn)放直接搭接的方法（跨阻放大器）</p><p>　　充分利用運(yùn)放“虛短”和“虛斷”的概念，將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號，如圖電路</p><p>　　電流通過電阻，在電阻上產(chǎn)生壓降，建立起電壓和

5、電流的關(guān)系為</p><p>　　這種方法避免了運(yùn)放輸入失調(diào)電壓和輸入偏置電流和失調(diào)電流影響帶來的積分誤差。也避免了電容的漏電流帶來的誤差。但未獲得穩(wěn)定的高精度放大，對電阻和運(yùn)放的精度要求較高。</p><p><b>　　三極管方法</b></p><p>　　三極管同樣具有放大能力，但應(yīng)用上多采用運(yùn)放。電路如圖</p><

6、;p>　　下面以實(shí)際的例子敘述整個(gè)實(shí)現(xiàn)過程。</p><p>　　嘗試將一個(gè)0~5A信號轉(zhuǎn)換為0~5V信號。最簡單的是加一個(gè)1歐的電阻，但這樣發(fā)熱功率過大，所以需要采用電流互感器將原先的電流變小。按照一般互感器指標(biāo)是輸入0~10A信號，變比為200：1，即0~5A的信號變?yōu)?~25mA。下面采用運(yùn)放直接搭接的方法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換?？紤]到相位的問題，對電路作了改進(jìn)。利用50歐電阻在正端產(chǎn)生的電壓與負(fù)端相等的條件，并利