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4～20mA输入/0～5V输出的I/V转换电路在与电流输出的传感器接口的时候，为了把传感器(变送器)输出的1-10mA或者4-20mA电流信号转换成为电压信号，往往都会在后级电路的最前端配置一个I/V转换电路，图1就是这种电路最简单的应用示意图。
仅使用一只I/V转换取样电阻，就可以把输入电流转换成为信号电压，其取样电阻可以按照Vin／I=R求出，Vin是单片机需要的满度A／D信号电压，I是输入的最大信号电流。
这种电路虽然简单，但是却不实用，首先，其实际意义是零点信号的时候，会有一个零点电流流过取样电阻，如果按照4~20mA输入电流转换到最大5V电压来分析，零点的时候恰好就是1V，这个1V在单片机资源足够的时候，可以由单片机软件去减掉它。
可是这样一来。
其有用电压就会剩下5-1=4V而不是5V了。
由于单片机的A／D最大输入电压就是单片机的供电电压，这个电压通常就是5V，因此，处理这种简单的输入转换电路时比较麻烦。
为了达到A／D转换的位数，就会导致芯片成本增加。
LM324组成的4－20mA输入/5V输出的I/V转换电路解决上面问题的简单方法是在单片机输入之前配置一个由运算放大器组成的缓冲处理电路，见图2。
增加这级运算放大器可以起到对零点的处理会变得更加方便，无需耗用单片机的内部资源，尤其单片机是采用A／D接口来接受这种零点信号不为零电压的输入时，可以保证A/D转换位数的资源能够全部应用于有用信号上。
以4～20mA例，图B中的RA0是电流取样电阻，其值的大小主要受传感变送器供电电压的制约，当前级采用24V供电时，RA0经常会使用500Ω的阻值，对应20mA的时候，转换电压为10V，如果仅仅需要最大转换电压为5V，可以取RA0=250Ω，这时候，传感变送器的供电只要12V就够用了。
因为即使传送距离达到1000米，RA0最多也就几百Ω而已。
同时，线路输入与主电路的隔离作用，尤其是主电路为单片机系统的时候，这个隔离级还可以起到保护单片机系统的作用。
4-20mA转0-5V、0-10v分配转换传感器/负载2A隔离放大器变送器一般都用在用电环境复杂的工业现场，为防止现场环境对产品出现各种干扰或损坏，我们根据多年的生产经验和针对不同环境下用户反馈意见，在对产品性能不受影响前提下逐步对产品的保护措施进行改进改善。
对于DIN 35导轨安装的产品，这些保护电路都以安置据现场在产品中，用户可以直接使用。
对于IC封装的产品，由于受到尺寸空间的制约而无法载入保护电路。
广泛用于冶金探矿，光控技术，医疗仪器，理化实验分析等。
工业现场PLC、PCC的AO模块或SCADA、DCS系统输出的模拟量电流或电压信号通常直接去控制远程的执行设备，往往会因为长距离的传输造成信号的衰减、失真，有时还会因为其它外界信号干扰造成信号出错，影响整个系统的正常工作。
应用远程模拟信号输出模块的RS485差分数字信号传输可以有效地提高系统抗干扰能力，并且通过RS485的总线通讯波特率和地址设置，在某些场合还可以减少布线，降低设备控制成本和提高系统可靠性。
现代石油化工、电力监控、食品加工、轨道交通等过程工业中，越来越多的生产装置要求控制系统既能在正常工艺状况下发挥控制作用，又能在非正常工作状况下仍然起到自动控制作用，使生产过程尽快恢复到正常工作状况，至少也是有助于或有待于工作状况恢复正常。
这种非正常工作状况时的控制系统属于安全保护措施。
安保措施有两大类：一是硬保护，二是软保护。
硬保护措施就是联锁保护控制系统。
当生产过程工作状况超出一定控制范围时，联锁保护系统采取一系列相应的措施，如报警、由自动控制转接到手动控制、联锁动作等，使生产过程处于相对安全的状态。
但这种硬保护措施经常会使运行中的设备停车或速度转缓，造成较大的经济损失。
于是，人们在实践中探索出许多更为安全经济的软保护措施来减少停车造成的损失。
所谓软保护措施，就是当生产工作状况超出一定控制范围时，不是消极地输入联锁保护甚至停车，而是自动地切换到一种新的控制系统中，这个新的控制系统取代了原来的控制系统对生产过程进行控制，当工作状况恢复正常时，又自动地切换到原来的控制系统中。
一路输入两路输出模拟信号隔离分配器信号隔离器非周期信号：指不具有上述性质的确定性信号，可以分成准周期信号和瞬态信号两类。
准周期信号：由多个具有不成比例周期的正弦波之和形成，级成信号的正（余）弦信号的频率比不是有理数。
瞬态信号：时间历程短的信号，如矩形脉冲信号、衰减指数脉冲信号、正弦脉冲等。
随机信号又分成两大类：平稳随机信号和非平稳随机信号。
平稳随机信号：信号的数计特征是时不变的，或者说不随时间原点的选取而变化的信号称为稳随机信号。
如图1.2.4所示。
非平稳随机信号是指不具有上述特点的随信号，如图1.2.5所示。
深圳市斯瑞特科技产品主要特性:>>精度等级：0.1级、0.2级、0.5级。
产品出厂前已检验校正，用户可以直接使用>>辅助电源：5V/12V/15V/24VDC 或者220VAC（范围±10%）>>国际标准一路信号输入:0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等>>二路输出标准信号：0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等，具有高负载能力>>全量程范围内极高的线性度（非线性度<0.2%）>>标准DIN35 导轨式安装（尺寸：106.7x79.0x25.0mm）>>具有较强的抗电磁干扰和高频信号干扰能力产品选型表：DIN12-IRT - U(A)□- P□- O□选型举例：例1：输入信号:0-10V 供电电源:24V 输出两路信号:4-20ma 型号:DIN12-IRT-U2-P1-O1 例2：输入信号:0-10V 供电电源:12V 输出两路信号:0-10V 型号:DIN12-IRT-U2-P2-O5 应用：>>模拟信号数据隔离、采集和变换，信号分配器>>隔离4-20mA或0-20mA信号传输>>工业现场信号隔离及变换>>信号长线无失真传输>>仪器仪表信号收发>>电力监控、医疗设备隔离>>变频器信号隔离采集>>PLC/FA 电机信号隔离控制>>非电量信号变送产品最大绝对额定值：Continuous Isolation Voltage（持续隔离电压）:3000VDCJunction Temperature（工作温度）:+85℃Storage Temperature （存贮温度）:+150℃Lead Temperature （焊接温度）:+300℃（10秒）电源电压范围：±10%Vin注意：如果超出上述范围，产品可能会引起永久性损坏。
4到20mA-0-5V转换电路4-20mA/0-5V转换电路讨论专题作者:佚名来源:本站整理发布时间:2009-11-20 16:36:11 为了满足模拟前端设计的需要,本专区特此推出模拟前端设计应用专题进行讨论。
希望模拟高手或有经验的工程师们进来一起讨论和分享设计心得。
这只是我们微控技术论坛的模拟前端一个新的开端,也是新的一个尝试。
同时我们也会结合MSP430单片机、ADC前端电路一起结合讨论。
以下是我们开始的第一个专题:关于4-20mA/0-5V转换电路,大家可以就这个话题发表你的成功设计经历和成功硬件电路.。
引言4~20mA传感器数据处理新途径秦严定迟文焕在单片机控制的许多应用场合,都要使用传感器来将单片机不能直接测量的信号转换成单片机可以处理的电模拟信号,如压力传感器、温度传感器、流量传感器等。
早期的传感器大多为电压输出型,即将测量信号转换为0-5V电压输出,通过模拟数字转换电路转换为数字信号供单片机读取、控制。
但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合,电压输出型传感器的使用受到了限制,暴露了抗干扰能力较差等缺点,而电流输出型传感器以其具有较高的抗干扰能力得到了广泛应用。
电压输出型压力传感器抗干扰能力差,有时输出的直流电压上还叠加有交流成分,使单片机产生误判断,控制出现错误,严重时还会损坏设备。
如测压范围为以0~35Mpa的输出压力传感器为例进行叙述。
对于输出0~20mA的传感器0mA电流对应0MPa压力值,输出4~20mA的传感器4mA电流对应0MPa压力值,两类传感器的20mA电流都对应35MPa压力值。
对于输出0~20mA的传感器,在电路设计上我们只需选择合适的降压电阻,通过A/D转换器直接将电阻上的电压转换为数字信号即可,电路调试及数据处理都比较简单。
对于输出4~20mA的传感器,电路调试及数据处理上都比较烦琐。
但这种传感器能够在传感器线路不通时,通过是否能检测到正常范围内的电流,判断电路是否出现故障,因此使用更为普遍。
智能处理器在测量中的应用使现代电子信息系统产生了极大的飞跃,极大地提高了系统的信息处理能力.例如,计算机数据采集系统\智能数据采集系统及虚拟设备技术等都是计算机技术在测量系统中应用的结果.测量数据的微机处理.不仅可以对信号进行分析\判断\推理,产生控制量,还可以用数字\图表显示测量结果.如果在微机中采用多媒体技术,可以使测量结果的显示更逼真.深圳市斯瑞特科技产品主要特性:>>国际标准信号输入:0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等>>精度等级：0.1级、0.2级、0.5级。
产品出厂前已检验校正，用户可以直接使用>>辅助电源：5V/12V/15V/24V（范围±10%）>>标准DIN35 导轨式安装>>输出标准信号：0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等，具有高负载能力>>全量程范围内极高的线性度（非线性度<0.2%）>>具有较强的抗电磁干扰和高频信号干扰能力应用：>>模拟信号数据隔离、采集和变换>>隔离4-20mA或0-20mA信号传输>>工业现场信号隔离及变换>>信号长线无失真传输>>仪器仪表信号收发>>电力监控、医疗设备隔离>>变频器信号隔离采集>>PLC/FA 电机信号隔离控制>>非电量信号变送现代电子信息系统是用来感知被测信号的,被测信号在经系统的加工和处理之后以不同的形式在系统的输出端输出.系统的输出信号应该真实地反映原始被感知信号,这样的测量过程被称为”精确测量“或“不朱真测量”。
信号调理是现代电子系统信息链（感知-调理-传输-后处理）中实现“不失真测量”的关键环节。
产品选型表：DIN11 IRT - U(A)□- P□- O□选型举例：例1：输入信号:0-10V 供电电源:24V 输出信号:4-20ma 型号:DIN11-IRT-U2-P1-O1产品最大绝对额定值：电源电压范围：±10%VinContinuous Isolation Voltage（持续隔离电压）:3000VDCStorage Temperature （存贮温度）:+150℃Junction Temperature（工作温度）:+85℃Lead Temperature （焊接温度）:+300℃（10秒）注意：如果超出上述范围，产品可能会引起永久性损坏。
4-20mA.DC(1-5V.DC)信号制是国际电工委员会(IEC):过程控制系统用模拟信号标准。
我国从DDZ-Ⅲ型电动仪表开始采用这一国际标准信号制，仪表传输信号采用4-20mA.DC,联络信号采用1-5V.DC，即采用电流传输、电压接收的信号系统。
这种信号制的优点有:现场仪表可实现两线制，所谓两线制即电源、负载串联在一起，有一公共点，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。
因为信号起点电流为4mA.DC，为变送器提供了静态工作电流，同时仪表电气零点为4mA.DC，不与机械零点重合，这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。
而且两线制还便于使用安全栅，利于安全防爆。
控制室仪表采用电压并联制信号传输，同一个控制系统所属的仪表之间有公共端，便于与检测仪表、调节仪表、计算机、报警装置配用，并方便接线。
现场仪表与控制室仪表之间的联络信号采用4-20mA.DC的理由是:因为现场与控制室之间的距离较远，连接电线的电阻较大，如果用电压源信号远传，由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压，将产生较大的误差，而用恒电流源信号作为远传，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随电线长短而改变，从而保证了传送的精度。
控制室仪表之间的联络信号采用1-5V.DC的理由是:为了便于多台仪表共同接收同一个信号，并有利于接线和构成各种复杂的控制系统。
如果用电流源作联络信号，当多台仪表共同接收同一个信号时，它们的输入电阻必须串联起来，这会使最大负载电阻超过变送仪表的负载能力，而且各接收仪表的信号负端电位各不相同，会引入干扰，而且不能做到单一集中供电。
采用电压源信号联络，与现场仪表的联络用的电流信号必须转换为电压信号，最简单的方法就是:在电流传送回路中串接一个250欧姆的标准电阻，把4-20mA.DC转换为1-5V.DC，通常由配电器来完成这一任务。
附录1---相关标准:IEC 60381-1 :1982 过程控制系统用模拟信号第1部分:直流电流信号IEC 60381-2 :1978 过程控制系统用模拟信号第2部分:直流电压信号附录2---国际电工委员会(IEC)简介:国际电工委员会（International Electro technical Commission）成立于1906年，是世界上成立最早的非政府性国际电工标准化机构，负责有关电工、电子领域的国际标准化工作。
两线无源I / V转换隔离变送器两线制无源型4-20mA转电压信号隔离转换器：ISO 4-20mA-O系列产品特点典型应用●独有高效信号回路窃电技术，无须外接工作电源●两线制4-20mA标准模拟量输入，隔离放大转换成： 0-2.5V/0-3.3V/0-5V/1-5V等模拟电压信号●极低的输入阻抗，满足输入20mA信号时电压降≤9V ●精度等级：0.1、0.2、0.5级●全量程内极高线性度，非线性度误差 <0.2%●信号输入与输出之间：3000VDC 两隔离●工业级温度范围: -25 ~ +70 ℃●小体积标准SIP 12Pin符合UL94V-0阻燃封装●传感器4-20mA信号的采集、隔离、转换●工业现场信号隔离及长线传输●模拟信号地线干扰抑制及数据采集隔离●仪器仪表与传感器信号收发● PLC、DCS现场模拟信号隔离采集●变频器信号远程抗干扰无失真传输●电力监控、医疗设备隔离安全栅●4-20mA信号一进一出、二进二出、三进三出隔离变送功能的实现概述SunYuan ISO 4-20mA-O是一种两线制无源型4-20mA转电压信号隔离转换器IC，它可以将输入有源4-20mA 的电流信号隔离转换成电压信号输出。
该IC采用两线制输入回路供电方式，独有高效信号回路窃电技术，无须外接工作电源。
大大简化了用户的设计，降低用户布线成本。
该模块内部包含有电流信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路、电源逆变电路、减法电路，缓冲处理输出电路等。
很小的输入等效电阻，使该IC能够从传感器信号输出回路中采集电流信号，并能达到输入20mA信号时电压降≤9V。
以满足用户无需外接辅助电源而实现信号远距离、无失真传输变换的需要。
ISO 4-20mA-O常被用于4-20mA电流转电压信号的隔离，省去了外接电源使接线更为简捷，且功耗低、自身热量低（基本无温升）、可靠性高。
产品最大特点是不需要外接辅助电源，内部包含减法电路及放大器缓冲输出电路，这些电路带来了简捷可靠优点的同时也带来了使用上局限性。
4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号1、电流信号转成电压信号，或电压信号转成电流信号，实质就是信号传输中的阻抗变换问题；2、信号传输阻抗匹配，就是满足信号源输出最大信号能量的条件；3、信号传输阻抗匹配，就是信号传输能流最大、衰减最小、畅通无阻、失真变形最小；4、电流信号转成电压信号，就是低阻抗传输转换为高阻抗传输；5、这种阻抗变换，一定要通过阻抗变换设备、阻抗变换电路来实现；6、常用阻抗变换的设备有阻抗变换变压器，例如音响系统的输入输出变压器；7、常用阻抗变换电路，如射极输出电路，在模拟电子电路中经常用作输出级、输入级、中间转换级等；8、超高频闭路电视系统，信号分流用的三通、四通分配器，就是信号匹配阻抗转换器，通过它实现闭路电视系统的阻抗匹配，否则信号将受阻传不出去，或信号失真变形；9、4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号，用什么样的阻抗变换电路、设备，关键看信号的性质，是高频还是低频，是交流还是直流；10、这种在电流信号回路中串入电阻的方法，是错误的，不可取的，是不懂信号传输匹配意义的做法；并电阻没问题的,我们经常这样转化,加250欧姆电阻转换成1-5V,加500欧姆电阻转换成2-10V,至于0-1V,0-2V这两个范围几乎不用,完全能够达到控制要求简单化:4-20MA的信号输出并联一个315欧姆的电阻，就可以转换为1.3-6.3伏的电压信号.再串联两只二极管(降压1.3),就可以转换为0-5伏的电压信号.推荐4个实用的4-20mA输入/0-5V输出的I／V转换电路一、最简单的4～20mA输入/1～5V输出的I／V转换电路应用示意图二、廉价运放LM324搭的廉价的4～20mA输入/0～5V输出的I／V转换电路三、推荐采用运放OP07搭的4～20mA输入/0～5V输出的I／V转换电路四、推荐采用精密的4～20mA输入/0～5V输出的I／V转换专用集成电路RCV420是一种精密的I/V转换电路,也是目前最佳的4-20mA转换0-5V的电路方案，有商用级（0℃－70℃）和工业级（-25℃－+85℃）供你选购。
多路信号0-5v、0-3v隔离转换器4-20ma极高线性度主电路设计基础概述1.组成航天器电源控制设备一般是指完成能源变换、调节、控制、保护和与航天器其他系口的设备。
调节调节(BCR)、放电调节(ED测/遥控处理(TM/TC)、主误差放大器(MEA)、蓄电池在轨管理(BM)等几大功能组成。
功制设备由能的实现有两种方式:一种是通过模块组合集中在一个设备内;另外一种是将不同的功能分散成不同的独立的控制器,分别为分流调节器、蓄电池充电控制器、蓄电池放电调节器、主误差放大器、蓄电池在轨管理器和遥测/遥控及二次电源管理器等,通过独立的设备组合装配成完整的控制功能。
产品选型表：DIN12-IRT - U(A)□- P□- O□输入信号供电电源输出信号电压代码电流代码Power 代码电流代码电压代码0-5V U1 0-1mA A1 24VDC P1 0-20ma O2 0~5V O4 0-10V U2 0-10mA A2 12VDC P2 4-20ma O1 0-10V O50-75mVU3 0-20ma A3 5VDC P3 自定义Oz 1-5V O6 0-2.5 U4 4-20mA A4 15VDC P4自定义Uz 自定义Az选型举例：例1：输入信号:0-10V 供电电源:24V 输出两路信号:4-20ma 型号:DIN12-IRT-U2-P1-O1例2：输入信号:0-10V 供电电源:12V 输出两路信号:0-10V 型号:DIN12-IRT-U2-P2-O5例3：输入信号:0-3V 供电电源:24V 输出两路信号:4-20ma 型号:DIN12-IRT-Uz-P1-O14（Uz:0-3V）注意：如果超出上述范围，产品可能会引起永久性损坏。
通用参数注: 电流输出型如果要求负载电阻500Ω,请另做注明外形尺寸：(单位：mm)可以安装在标准DIN35导轨上电源系统在额定电压范围内产生、存储、调节、控制电能,为所有平台和有效载荷供电,并在出现可靠性故障时对电源系统所有部件提供保护。
