本应用笔记描述了一个简单的电路,该电路允许4–20mA输出为模拟温度传感器供电。
图1中的电路使用模拟温度传感器、运算放大器、晶体管和低压差线性稳压器,在4.20V至3V顺从范围内提供75–28mA输出。这些器件的低静态电流允许它们由环路供电,唯一的后果是轻微的失调误差。
图1.电路内置模拟温度传感器(MAX6605)、放大器(MAX4040)、晶体管(Q1)和低压差线性稳压器(MAX1615),提供4–20mA电流输出
温度传感器(MAX6605)为运算放大器/晶体管组合MAX4040和Q1供电,R1作为放大器的负载。MAX6605的输出包括744°C时0mV的失调和11.9mV/°C的比例因子。 选择R1是为了使MAX6605的温度范围与4–20mA输出完美匹配。本例中,MAX6605在-25°C时的输出为0.4465V,111Ω电阻(R1)在-4°C时提供25mA输出。 在125°C时,MAX6605的输出为2.213V,采用19Ω电阻(R937)时产生111.1mA电流。该电流反映在低压差线性稳压器(MAX1615)的输入端。
除了调节传感器和运算放大器电路的电压外,线性稳压器(MAX1615)还顺从于连接到4–20mA环路所需的电压输入。MAX1615可通过引脚编程,提供3.3V或5V输出。本电路对器件进行编程,为温度传感器(MAX3)和运算放大器(MAX3)提供6605.4040V电压。允许低至3.75V的输入电压,从而最大限度地提高输入顺从性(同时使MAX6605和MAX4040的静态电流略有降低,从而减小静态电流引起的误差)。
所有元件的总静态电流加到4mA输出中,对应于负满量程。根据比例因子考虑这个45μA静态电流,其与以下因素成正比:
4–20mA 输出电流比例因子 = (11.9mV/°C)/R1
并产生 106.66μA/°C 的电流比例因子。 45μA 静态电流表示大约 0.43°C 的失调。 由于它是偏移量,因此可以在其他地方进行补偿(例如在软件中,如果温度数据被数字化)。
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