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4mA至20mA压力传感器变送器，集成电压或电流驱动
2023-09-18 19:16:00
一、电路功能与优势
图1所示电路是一款灵活的电流发送器，可将压力传感器的差分电压输出转换为4 mA至20 mA电流输出。
该电路针对各种桥式电压或电流驱动型压力传感器而优化，仅使用了5个有源器件，总不可调整误差低于1%。电源范围为7 V至36 V，具体取决于元件和传感器驱动器配置。
该电路的输入具有ESD保护功能，并且可提供高于供电轨的电压保护，是工业应用的理想选择。
二、电路描述
该设计提供完整的4%20mA至20%20mA发送器压力传感器测量解决方案。有三个重要的电路级：传感器激励驱动、传感器输出放大器和电压-电流转换器。
电路所需总电流（不计电桥驱动电流和输出电流）为5.23%20mA%20（最大值），如表1所示。
激励：电压驱动配置
需使用电压驱动或电流驱动，具体取决于所选压力传感器。该电路使用四分之一的%20ADA4091-4%20（U2A），并通过开关S1选择不同配置，支持两种选项之一。图2显示电压驱动配置，S1位置最靠近识别标志（参见CN0295设计支持包中的完整电路布局和原理图：%20http://www.analog.com/CN0295-DesignSupport。电压驱动通常采用该级的增益（1%20+%20R5/R6）配置为6%20V电桥驱动电压。其他驱动电压可通过适当改变电阻比获得：
请注意，电源电压VCC应至少比电桥驱动电压高0.2 V，以便让U2A具有足够的裕量。 ADA4091-4：
该电路选择运算放大器 ADA4091-4，因为它具有低功耗（每个放大器250 μA）、低失调电压（250 μV）以及轨到轨输入输出特性。
因为ADR02的精度（A级：0.1%，B级：0.06%）和低静态电流 （0.8 mA）特性，选用ADR02作为5 V基准电压源。
图2. 传感器电压驱动配置（原理示意图：未显示所有连接和去耦）
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