XTR106 4-20mA电流变送器

特征
低总未调整误差2.5V，5V电桥励磁基准5.1V调节器输出
低量程漂移：±25ppm/°C最大值
低偏移漂移：0.25μV/℃高psr:110db min高CMR:86dB最小值宽电源范围：7.5V至36V14针DIP和SO-14表面安装
应用
压力桥变送器
应变计变送器
温度桥变送器
工业过程控制
scada远程数据采集
远程传感器
称重系统
加速度计
说明
XTR106是一款低成本、单片4-20毫安双线电流变送器，专为桥式传感器设计。它提供全桥激励（2.5V或5V参考）、仪表放大器、传感器线性化，以及电流输出电路。为附加外部输入电路供电的电流可从
VREG引脚。
仪表放大器可广泛使用增益范围，适应各种输入信号类型和传感器。整个电流变送器的未调整总误差，包括线性电桥，足够低，可以在许多情况下使用而无需调整应用。XTR106在低至7.5V的回路电源电压下工作。
线性化电路提供二阶校正控制桥激励传递函数电压。它提供了高达20:1的改进非线性，即使是低成本的传感器。
XTR106有14针塑料浸渍和SO-14表面贴装封装，并指定用于–40°C至+85°C的温度范围。操作来自–55°C至+125°C

功能图

应用程序信息
XTR106的基本连接图。

回路电源vps为所有电路提供电源。
输出回路电流作为串联电压测量负载电阻，左0.01μf至0.03μf电源旁路电容器建议在V+和IO之间连接。适用于故障和/或过载条件可能饱和的应用建议输入0.03μf电容器。
2.5V或5V参考电压可用于激励桥接传感器。对于5V激励，插脚14（VREF5）应连接到对于2.5V励磁，连接插脚13（VREF2.5）到插脚14，输出电桥的终端与仪表相连放大器输入，车辆识别号和车辆识别号。显示0.01μf电容器在输入端之间连接，建议用于高阻抗电桥（>10KΩ）。电阻rg设置增益按满标度要求的仪表放大器桥电压，vfs。
lin极性和rlin提供二阶线性化修正桥梁，达到20:1的改善线性度。连接到LIN极性（插脚12）确定非线性校正的极性，应与IRET或VREG连接。即使不需要线性校正，LIN极性也应连接至VREG。
根据图1中的方程式选择rlin依赖于Klin（线性化常数）和电桥相对于VFS的非线性（见“线性化”一节）。整个电流变送器的传输功能为：IO=4MA+车辆识别号•（40/RG）（1）以伏特计的车辆识别号，以欧姆计的车辆识别号其中，vin是差分输入电压。从中可以明显看出传递函数，如果没有使用rg（rg=∞），则增益为输出就是xtr106的零电流。
负输入电压（车辆识别号）将导致输出电流小于4毫安。越来越负的车辆识别号将导致输出电流限制在1.6ma左右。如果电流是来源于参考和/或VREG，电流极限值可能增加。参考典型性能曲线，“欠标度电流vs IREF+IREG”和“欠标度电流vs温度”。正输入电压的增加（大于满标度输入，vfs）将产生越来越大的输出电流根据传递函数，直到输出电流限值约为28毫安。参考典型的性能曲线，“过刻度电流与温度”。
IRET也是当地的一个基地是VREG和车载电压的参考点参考文献。IRET引脚允许在外部使用任何电流电路由XTR106感应并包含在输出电流不引起误差。输入电压XTR106的范围是指这个引脚。

外部晶体管
外通晶体管，Q1，传导信号相关的4-20毫安回路电流。使用外部晶体管将大部分功耗与XTR106的精密输入和参考电路，保持极好的准确性。
由于外部晶体管在反馈回路中，特性并不重要。要求：VCEO=45V最小，β=40分钟，Pd=800mW。如果回路电源电压较低，功耗要求可能较低大于36V。图1列出了Q1的一些可能选择。
XTR106可以在没有外部通道的情况下运行晶体管。然而，准确度会有所下降由于内部功耗。无Q1运行不建议用于扩展的温度范围。一连接在IRET引脚和
在0°C以下操作可能需要E（发射器）管脚没有Q1保证满20mA满量程输出，尤其是当v+接近7.5v时。XTR106的低工作电压（7.5V）允许直接从个人电脑电源操作（12伏±5%）。与RCV420电流回路一起使用时接收器，负载电阻电压降限制在3V。
桥梁平衡此调整可用于补偿桥接器和/或微调XTR106的偏移电压。r1和r2的值取决于驾驶台，以及所需的配平范围。这个微调电路放置VREF输出上的附加负载。确保额外的VREF上的负载不影响零输出。见典型性能曲线，“欠标度电流vs IREF+IREG”微调电路的有效负载几乎等于r2。
可以计算r1的近似值：其中，rb是电桥的电阻。v trim是所需的±电压微调范围（单位：V）。
使r2等于或小于r1。
许多电桥传感器本质上是非线性的。与增加一个外部电阻，可以补偿对于抛物线非线性，与未补偿电桥输出相比，可提高20:1。线性校正是通过改变电桥来完成的。
励磁电压。桥梁的信号相关变化励磁电压增加了一个二阶项传递函数（包括桥）。这个可以定制校正电桥传感器的非线性。
正负电桥非线性误差可以是通过正确连接LIN极性引脚进行补偿。校正电桥的正非线性（向上弯曲）；LIN极性（插脚12）应连接至IRET（插脚6）组件这导致VREF随桥增加补偿桥中正弓的输出
回答。要校正负非线性（向下弯曲），请将LIN极性连接到VREG（引脚1），如图所示这导致VREF随电桥输出而降低。林极性引脚是一个高阻抗节点。

如果不需要线性校正，则rlin和lin极性引脚应连接至VREG。这个导致恒定的参考电压与输入无关信号。rlin或lin极性引脚不应保持打开状态或者与另一种潜能相联系。
rlin是外部线性化电阻器，并连接插脚11和插脚1（VREG）之间要确定rlin的值，则
恒定励磁电压的电桥传感器必须已知。XTR106的线性电路只能补偿传感器的抛物线形部分非线性。当最大值偏离线性输出发生在中间刻度非线性曲线与中所示类似的传感器回路电源
施加在XTR106上的电压，V+，用关于IO连接，引脚7。V+范围为7.5V至36V。回路电源电压vps将不同于根据电压降施加到XTR106的电压在电流感应电阻器上，rl（加上任何其他电压加入队伍）。
如果使用低回路电源电压，rl（包括回路接线电阻）的值必须相对较低确保V+最大值保持在7.5V或更高20毫安回路电流：建议设计V+等于或大于7.5V，回路电流高达30mA，允许超出范围的输入条件。如果是5V传感器，则V+必须至少为8V使用激励，如果校正桥梁非线性大于+3%。

XTR106的低工作电压（7.5V）允许直接从个人电脑电源操作（12伏±5%）。与RCV420电流回路一起使用时接收器，负载电阻电压降限制在3V。
桥梁平衡
桥接微调电路（r1，r2）。此调整可用于补偿桥接器和/或微调XTR106的偏移电压。
r1和r2的值取决于驾驶台，以及所需的配平范围。这个微调电路放置VREF输出上的附加负载。确保额外的VREF上的负载不影响零输出。见典型性能曲线，“欠标度电流vs IREF+IREG”微调电路的有效负载几乎等于r2。
可以计算r1的近似值：其中，rb是电桥的电阻。
v trim是所需的±电压微调范围（单位：V）。
使r2等于或小于r1。
线性化许多电桥传感器本质上是非线性的。与增加一个外部电阻，可以补偿对于抛物线非线性，与未补偿电桥输出相比，可提高20:1。线性校正是通过改变电桥来完成的。励磁电压。桥梁的信号相关变化励磁电压增加了一个二阶项传递函数（包括桥）。这个可以定制校正电桥传感器的非线性。正负电桥非线性误差可以是通过正确连接LIN极性引脚进行补偿。校正电桥的正非线性（向上弯曲）；LIN极性（插脚12）应连接至IRET（插脚6）。这导致VREF随桥增加补偿桥中正弓的输出回应。要校正负非线性（向下弯曲），请将LIN极性连接到VREG（引脚1），如图所示这导致VREF随电桥输出而降低。林极性引脚是一个高阻抗节点。
如果不需要线性校正，则rlin和lin极性引脚应连接至VREG。这个导致恒定的参考电压与输入无关信号。rlin或lin极性引脚不应保持打开状态或者与另一种潜能相联系。
rlin是外部线性化电阻器，并连接插脚11和插脚1（VREG）之间3b.要确定rlin的值，则具有恒定激励电压的电桥传感器必须知道。XTR106的线性电路只能补偿传感器的抛物线形部分非线性。当最大值偏离线性输出发生在中间刻度。

图4，但在中尺度上不完全达到峰值大幅度改善。带有“S形”的传感器非线性曲线（等正负非线性）无法使用XTR106的校正电路进行改进。根据所示等式4选择rlin的值在图3中。rlin依赖于线性化因子，Klin，2.5V参考电压和5V参考电压不同。传感器的非线性项b（相对于满标度）是正或负取决于弓的方向。
使用5V参考电压。传感器非线性为+5%/-2.5%can用2.5V励磁校正。中所示的微调电路
图3d可用于未知桥梁非线性极性。
增益受用于校正电桥非线性。增益的修正值根据图3中给出的方程式5计算电阻。

使用线性校正时，应注意
确保传感器的输出共模电压保持在XTR106允许的1.1V至3.5V.图3中的方程式6可用于计算XTR106的新励磁电压。如果没有，电桥输出的共模电压只是这个值的一半使用共模电阻器。超过共模范围可能会产生无法预测的结果。对于高精度应用（误差<1%），分两步可采用校准过程。首先，非线性用初始增益电阻测量传感器电桥的和rlin=0（rlin pin直接连接到vreg）。使用产生的传感器非线性，b，rg和rlin的值使用图3中的方程式4和5进行计算。一然后进行第二次校准测量，以将rg调整为说明线性化中的偏移和不匹配。
欠标度电流从VREF和VREG引出的总电流电压源和温度都会影响XTR106的欠标度电流值（见典型性能曲线，“欠标度电流vs IREF+IREG）。这应该是当选择电桥电阻和励磁电压时，特别是对于工作在宽温度范围（见典型性能曲线，“欠刻度电流与温度”）。

低阻抗电桥XTR106的两个可用励磁电压（2.5V和允许使用各种桥接值。桥低至1kΩ的阻抗可在没有任何附加电路的情况下使用。低阻抗电桥可用于通过增加串联电阻来限制激励的xtr106电流小于等于2.5mA（图5）。应增加阻力

反向电压保护
XTR106的低合规性额定值（7.5V）允许在不影响工作范围的情况下使用各种电压保护方法。图6显示了二极管电桥即使电压连接线反向，也能正常工作的电路。这座桥使二极管压降（约1.4V）环路供电电压损失。这将产生约9V适用于大多数应用。二极管可以是与回路电源电压和+引脚，以防止反向输出只有0.7V回路电源损耗的连接线电压。
过电压浪涌保护与电流变送器的远程连接有时受到电压冲击。谨慎的做法是限制最大值施加在XTR106上的浪涌电压应尽可能低。各种齐纳二极管和浪涌钳位二极管为这个目的而设计。选择一个低A的钳位二极管电压额定值尽可能提供最佳保护。例如，一个36V保护二极管将确保变送器正常运行在正常回路电压下，仍将提供适当的电平对电压浪涌的保护。特性试验三个生产批次的XTR106没有损坏回路电源电压高达65V。

大多数浪涌保护齐纳二极管在正向具有二极管特性，这将导致电流，如果回路连接颠倒。如果浪涌保护二极管使用时，应使用串联二极管或二极管电桥防止反向连接。
射频干扰电流回路的长导线长度会引起射频干扰。射频可以通过灵敏的导致错误的XTR106的输入电路。一般来说显示为不稳定的输出电流，随回路电源或输入接线的位置。
如果电桥传感器位于远程位置，则干扰可能在输入端子处输入。对于与传感器短连接的集成变送器组件，干扰更可能来自电流回路连接。

输入端的旁路电容器减少或消除该输入端干扰。将这些旁路电容器连接到IRET端子如图6所示。尽管直流电压IRET端子不等于0V（在回路电源处，VPS）此电路点可视为发射器的“接地”。
连接在V+和IO之间的0.01μF电容器可以帮助最小化输出干扰。

线性参考引脚连接非线性回路

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