En raison de la forte capacité anti - interférence du signal de courant, le signal de courant de 4 à 20 ma est largement utilisé dans l'industrie pour transmettre la quantité analogique, de sorte que les transmetteurs largement utilisés à ce stade sont principalement des transmetteurs de type courant. Et selon le nombre de câblages externes du transmetteur de courant, vous pouvez généralement diviser le transmetteur de courant en transmetteur de courant à trois fils et en transmetteur de courant à deux fils. Transmetteur de courant à trois fils généralement à l'extérieur de trois fils, respectivement deux fils d'alimentation et un fil de sortie de courant; Le transmetteur à deux fils de type courant est généralement équipé de deux fils externes, les deux étant des fils d'alimentation, le courant d'alimentation étant le courant à produire. Les transmetteurs trifilaires de type courant présentent l'inconvénient évident de devoir utiliser 3 fils pour transmettre le signal, et pour réduire les interférences du signal, il est souvent nécessaire d'ajouter un fil blindé dans le câble, de sorte que lorsqu'une transmission longue distance est nécessaire, son câblage est coûteux et son installation est également complexe, ce qui limite considérablement son application dans le domaine industriel. En revanche, les transmetteurs à deux fils de type courant n'ont besoin que d'une simple Paire torsadée pour la transmission du signal, et la Paire torsadée est moins perturbée, il n'est pas nécessaire d'ajouter un fil blindé supplémentaire, lorsque la transmission à longue distance est effectuée, le type courantTransmetteur à deux filsIl y a un avantage de coût important par rapport aux transmetteurs à trois fils de type courant, de sorte que la recherche sur les transmetteurs à deux fils de type courant à ce stade est importante.
　　
À l'heure actuelle, il y a eu des études à la maison et à l'étranger sur les transmetteurs à deux fils de type courant pour les grandeurs physiques telles que la température, l'humidité et d'autres, tandis que le type courant pour l'intensité lumineuseTransmetteur à deux filsLes études sont relativement rares. En raison de la différence entre l'intensité lumineuse et les grandeurs physiques telles que la température, l'humidité, etc., de nombreuses fois, vous ne pouvez pas appliquer le circuit de transmission à deux fils de type courant pour les grandeurs physiques telles que la température et l'humidité directement sur le transmetteur d'intensité lumineuse à deux fils de type courant. En outre, certains transmetteurs d'intensité lumineuse actuellement conçus ont généralement des problèmes de précision, de linéarité, de performance insuffisante et de stabilité, et ne peuvent pas émettre un signal de courant standard de 4 à 20 ma. Pour ce faire, un transmetteur d'intensité lumineuse à deux fils de type courant a été conçu, qui présente les caractéristiques d'une haute précision, d'une bonne linéarité et d'une faible consommation d'énergie, capable de produire un signal de courant standard de 4 à 20 ma de manière stable et fiable, résolvant ainsi efficacement les problèmes présentés précédemment.
　　
　　1, composition du système d'émetteur
　　
Comme représenté sur la figure 1, un circuit émetteur d'intensité lumineuse à deux fils, du type courant, dont la structure comprend principalement un circuit de voltage d'intensité lumineuse, un circuit de conversion de gamme de tension, un circuit de voltage de courant, un circuit de génération d'alimentation régulée 4.
　　
Le circuit de voltage d'intensité lumineuse réalise principalement la conversion du signal de courant extrêmement faible produit par la cellule optique de silicium en une tension de sortie de 0 à 5V qui peut être traitée plus tard; Le circuit de conversion de plage de tension convertit alors le signal de tension 0 ~ 5V en signal de tension 0,4 ~ 2V; Le Circuit Voltage - to - Current réalise la conversion d'une tension de 0,4 ~ 2V en un signal de courant de 4 ~ 20ma; Le circuit de génération d'alimentation régulée utilise en fait le courant généré de 4 à 20 ma pour fournir une tension d'alimentation stable au circuit de conversion d'intensité lumineuse avant, au circuit de conversion de gamme de tension, afin de réduire considérablement la tension d'alimentation externe.TransmetteurImpact sur la performance.
　　
　2, conception de circuit d'émetteur
　　
2.1 circuit de voltage d'intensité lumineuse
　　
Comme le montre la figure 2, une photocellule au silicium transforme l'intensité lumineuse en un courant extrêmement faible qui est directement proportionnel à l'intensité lumineuse. Connu par l'entrée en phase de l'amplificateur opérationnel uc1 avec l'entrée inverseuse, le courant généré par la photocellule au silicium circule principalement dans la résistance de contre - réaction R1, de sorte qu'une tension de sortie est formée à la sortie de l'amplificateur opérationnel uc1, ce signal de tension de sortie étant amplifié de manière isolée Après avoir traversé l'amplificateur opérationnel uc2, de sorte qu'une tension de sortie directement proportionnelle à l'intensité lumineuse peut être obtenue à la sortie de l'amplificateur opérationnel uc2. En ajustant les valeurs de résistance R1, R2, R3, vous pouvez ajuster la tension de sortie à 0 ~ 5V standard.
　　

　　
Connu par la fausse coupure de l'opération:
　　
Où: I est le courant généré par la photocellule au silicium et V1 est la tension de sortie.
　　
En ajustant les valeurs de résistance de R1, R2 et R3, vous pouvez obtenir une tension de sortie standard de 0 à 5 v.
　　
　2.2 circuit de conversion de gamme de tension
　　
Comme le montre la figure 3, le circuit de voltage de l'intensité lumineuse décrit ci - dessus donne une tension de sortie standard de 0 à 5 V qui peut être transformée en une tension de 0 à 1,6 V par un circuit d'amplification proportionnelle en phase constitué par l'amplificateur opérationnel uc3 et les résistances R4, R5, R6, R7. En passant par le circuit diviseur de tension, on obtient à la borne coulissante du potentiel réglable W1 une tension qui, avec la tension de 0 à 1,6 V obtenue précédemment, peut atteindre une tension de 0,4 à 2 V à la sortie de l'amplificateur opérationnel uc4 après passage dans un circuit d'addition en phase constitué par l'amplificateur opérationnel uc4 et les résistances R9, r10, R11, R12, R13.
　　
La formule spécifique se déduit comme suit:
　　
Connu par la fausse déconnexion:
　　
Choisissez les valeurs de résistance R5, r6 et R7 appropriées, qui peuvent être de 0 à 1,6 v.
　　
Connu par le circuit de sommation en phase, lorsque r9‚r10‚r11 = r12‚r13,
　　
Où: vref est la valeur de la tension partielle obtenue à l'extrémité coulissante du potentiomètre réglable.
　　
Choisissez la résistance r8, r9, r10, R11, R12, R13 appropriée et Ajustez le potentiomètre réglable, vous pouvez obtenir vout2 = 0,4 ~ 2V. 2.3 Circuit Voltage - courant
　　
Comme le montre la figure 4, une analyse minutieuse permet de constater que la sortie de l'amplificateur opérationnel ud1 est rebouclée sur l'entrée en phase de l'amplificateur opérationnel ud1 par l'intermédiaire d'une résistance r17, d'une triode Q1, d'une résistance r18, d'une résistance r19, d'une résistance R15 constituent une branche de contre - réaction. Les caractéristiques de la fausse coupure par l'opération peuvent savoir que lorsque la résistance R14 est égale à la résistance R15, la chute de tension aux bornes de la résistance r19 est exactement égale à la tension de sortie du circuit de conversion de gamme de tension 0,4 ~ 2V, donc si r19 est de 100 Ω, puis R15 > > r19, le courant total dans le circuit final zui est environ égal au courant traversant la résistance r19, c'est - à - dire 4 ~ 20 ma.
　　
La formule spécifique se déduit comme suit:
　　
Connu par la fausse déconnexion:
　　
Si R15 est beaucoup plus grand que r19 et si r19 = 100, alors i = 4 à 20 ma.
　　
2.4 circuit de génération d'alimentation régulée
　　
Comme représenté sur la figure 5, la source de courant permet de stabiliser le courant d'entrée du circuit générateur d'alimentation régulée, garantissant ainsi la stabilité de sa tension de sortie, c'est - à - dire la stabilité de la tension d'alimentation alimentant la borne avant. La diode de régulation D1 va générer une tension de référence de 2,5 V à l'entrée positive de l'amplificateur opérationnel ud2, qui sera ensuite amplifiée par un circuit d'amplification constitué par l'amplificateur opérationnel ud2, les résistances R20, R21, pour obtenir une tension d'environ 12 V à la sortie de l'amplificateur opérationnel ud2.
　　
La formule spécifique se déduit comme suit:
　　
Obtenu par une fausse déconnexion,
　　
Comme VDD = 2,5 V, le choix des résistances R20, R21 appropriées permet d'obtenir la valeur de tension de sortie requise VDD.
　　
　3 Expériences et résultats
　　
Dans le circuit émetteur d'intensité lumineuse à deux fils de type courant décrit ci - dessus, les émetteurs uc1, uc2, uc3, uc4 choisissent opa481 et les émetteurs ud1, ud2 choisissent mc33172. L'amplificateur est le principal élément de consommation d'énergie du circuit, opa481 et mc33172 sont des amplificateurs d'alimentation simples à faible consommation d'énergie de haute précision, qui peuvent être sélectionnés pour améliorer la précision de conversion dans une large mesure, tout en répondant aux exigences de la consommation totale d'énergie du circuit inférieure à 4ma (car Le circuit est alimenté par une source d'alimentation externe, le courant de sortie zui est de 4ma, le fonctionnement normal du circuit suppose que la consommation totale d'énergie du circuit doit être inférieure à 4ma). La source de courant supplémentaire D3 choisit lm234, la diode de régulation D1 choisit lm285 - 2,5, la diode D2 choisit 1n437 et la triode Q1 peut choisir 2n3904. La résistance générale est choisie avec une précision de 1%. La cellule optique au silicium sélectionne le sps3030 produit par Nantong Dahua, cette cellule optique au silicium a une bonne linéarité de conversion et est très peu affectée par la température, le choix peut améliorer la précision de conversion du circuit émetteur. En raison de l'utilisation d'un circuit de génération d'alimentation régulée dans le circuit pour alimenter le circuit de transport frontal, il est possible de réduire considérablement l'impact des fluctuations de tension d'alimentation externe sur le circuit émetteur.
　　
Suivez le circuit ci - dessus pour faire la carte PCB, puis utilisez les composants sélectionnés ci - dessus pour couvrir le circuit, lorsque l'intensité lumineuse varie de 0 à 200 Klux (unité d'intensité lumineuse), mesurer la taille du courant à la sortie de l'émetteur, les résultats expérimentaux sont présentés dans la figure 6.
　　
Sur la figure 6, l'axe transversal représente l'intensité lumineuse en Klux; L'axe longitudinal représente le courant de sortie en ma. Les résultats expérimentaux montrent que le circuit permet une conversion linéaire du signal d'intensité lumineuse de 0 à 200 Klux en un signal de courant de 4 à 20 ma. Sa précision de conversion est élevée (erreur d'environ 1%), bonne linéarité (ligne droite approximative), peut convertir de manière stable et fiable l'intensité lumineuse en sortie de courant de 4 à 20 ma, zui a finalement atteint l'objectif souhaité.
　　
　4, mot de fin
　　
Le texte détaille la conception du transmetteur d'intensité lumineuse à deux fils de type courant, l'expérience montre que le transmetteur conçu a une haute précision, une bonne linéarité, une faible consommation d'énergie, des performances stables et de bonnes perspectives d'application dans l'industrie.