二线制4~20mA显示模块两种方案的比较

  无源二线制4~20mA显示模块是指显示模块与外界仅有两根导线连接至二线制的4~20mA电流信号中,这两根导线既是显示模块信号采集的输入,也是其供电电源的输入。这种结构因其高可靠性、高性价比、布线简单、无需考虑供电和隔离等优点而深受客户喜爱。随着料位计数字化和可视化技术的发展,无源二线制4~20mA显示模块已被越来越多的配备于各种料位计,并广泛应用于工业现场。

二线制4~20mA显示模块两种方案的比较
电路模块

  在无源二线制4~20mA显示模块几种方案中,有2种方案较为常见,其具体方案及特点如下表。

  无源二线制4~20mA显示模块两种常见方案的比较:

序号 具体方案 特点
方案一 通过运算放大器将电流信号转换成电压信号,然后利用单片机的A/D单元或者专用A/D转换IC将电压信号转换为数字信号,最后单片机读取A/D中的数字信号并将其显示在LCD上。

1. 此方案在信号转换环节采用运算放大器及大量外围阻容器件,影响整机的可靠性;

2. 受器件内部温漂、零点漂移的影响,易造成示值误差;

3. 在A/D转换环节,普通单片机和普通A/D转换IC均存在位数较低转换精度较差的缺点,影响测量精度。

方案二 通过专用二线制4~20mA信号采集单片机对电流信号进行处理。电流信号通过信号采集I/O口外一精密电阻转化为电压信号,然后进入具有10种放大倍率选择的PGA单元进行放大,最后进入18位全差动输入ΣΔADC类型模数转换单元将电压信号转换为数字信号并显示在LCD上。

1. 此方案在信号转换环节无外围运算放大模拟电路,所以可靠性高、不受温漂、零点漂移的影响;

2. 在A/D转换环节18位全差动输入ΣΔADC类型模数转换单元能保证数据转换的精确性;

3. 此专用单片机的通用I/O口兼具普通单片机的I/O功能,能方便实现通讯、显示、控制等功能。

  从上表不难看出,通过专用二线制4~20mA信号采集单片机对电流信号进行处理具有可靠性高、精度高、信号不受器件温漂、零点漂移的影响。此方案越来越多的应用于磁翻板液位计浮球液位计等各种现场显示测控仪表中。

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