PLC控制柜廠家對(duì)下面分析Vo對(duì)總功耗的控制原理：假設(shè)調(diào)理電路輸出電壓為Vo，流經(jīng)R1的電流I1=Vo/R1無(wú)法吸收電流，那么I1全部流經(jīng)R2。那么當(dāng)B點(diǎn)的電壓VB=-I1*R2=-Vo*R2/R1取R1=R2時(shí)，有VB=-Vo電源負(fù)且整個(gè)便攜設(shè)備電路之間只有兩個(gè)電阻rs和R2，所以R2的上端都是虛地(0V)，Rs的上端是GND。因此，R2和Rs兩端的電壓完全相同，都等于VB。相當(dāng)于Rs和R2并聯(lián)作為電流采樣電阻。因此，電路的總電流：Is=Vo/(Rs//R2)如果取R2

　　Rs，Is=Vo/Rs。因此，當(dāng)圖3中取Rs=100 時(shí)，調(diào)理電路輸出為0.4~2V時(shí)，總功耗電流為4~20mA。如果不能滿足R2，

　　Rs無(wú)所謂，Rs和R2 (Rs//R2)的并聯(lián)是一個(gè)定值，Is和Vo的關(guān)系還是線性的，所以校準(zhǔn)的時(shí)候可以消除誤差比例系數(shù)。除了正確的電路外，PLC控制柜系統(tǒng)電路的正常工作還需要兩個(gè)條件：一是電路本身的功耗要盡可能小，節(jié)省下來(lái)的電流要供給調(diào)理電路和發(fā)射機(jī)。其次，要求運(yùn)算放大器能在單電源下工作，即在沒有負(fù)電源的情況下，輸入端仍能接受0V輸入并正常工作。LM358/324是最常見、價(jià)格最低的單電源運(yùn)算放大器，功耗400uA/運(yùn)放，基本可以接受。單電源時(shí)，輸入可以在-0.3V到VCC-1.5V正常工作，如果換成OP07這樣的精密放大器，在這個(gè)電路中就不行了，因?yàn)檩斎氩辉试S低到0V。R5和U1構(gòu)成基準(zhǔn)源，產(chǎn)生穩(wěn)定的2.5V基準(zhǔn)電壓LM385是低成本的微功率標(biāo)準(zhǔn)，可以工作在20uA以上。手冊(cè)中給出的曲線在100uA附近最平坦，所以電流由R5控制在100uA左右。OP2構(gòu)成一個(gè)同相放大器，用于放大基準(zhǔn)電壓，并為調(diào)理電路和傳感器供電。因?yàn)閷捿斎腚妷?、低功耗的穩(wěn)壓器少，成本高；使用基準(zhǔn)放大器作為穩(wěn)壓電源是一種廉價(jià)的方案。有些電路也可以選擇現(xiàn)成的集成電路。比如XTR115/116/105等。比自制的有更好的精度和穩(wěn)定性，自身功耗也更低(意味著可以為調(diào)理電路預(yù)留更多的電流，調(diào)理部分更容易設(shè)計(jì))。但成本比上述方案高10倍以上。4.二線制壓力變送器設(shè)計(jì)有壓力電橋和稱重傳感器的微弱輸出信號(hào)，均屬于mV級(jí)信號(hào)。一般這種小信號(hào)需要在di一級(jí)用差分放大器放大。一般選擇低失調(diào)、低溫度漂移的差分放大器。此外，在雙線應(yīng)用中，低功耗是必要的。AD623是一種常用的低功耗精密差分放大器，常用于差分輸出的前級(jí)放大。AD623的zui大失調(diào)為200uV，溫度漂移為1uV/度，可確保一般壓力傳輸應(yīng)用的精度。將R0 0.4V加到AD623的REF引腳(引腳5)，當(dāng)壓力為0時(shí)，將R0調(diào)整為輸出4mA，然后將RG調(diào)整為輸出20.00mA，以完成校準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要注意的是，壓力橋傳感器相當(dāng)于一個(gè)千歐電阻，一般會(huì)消耗大量的功率。適當(dāng)降低壓力電橋的激勵(lì)電壓可以降低功耗電流。然而，輸出幅度也會(huì)降低，因此有必要提高AD623的增益。圖6所示的傳感器由恒壓供電。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)半導(dǎo)體壓力傳感器需要恒流源來(lái)獲得較好的溫度特性，可以用一個(gè)運(yùn)算放大器組成恒流源來(lái)提供激勵(lì)。

　　5.PLC自動(dòng)化控制柜穩(wěn)定性和安全性的考慮。工業(yè)環(huán)境惡劣，可靠性要求高，因此二線制變送器的設(shè)計(jì)需要考慮一定的保護(hù)和增強(qiáng)穩(wěn)定性的措施。1.電源保護(hù)。反接、過(guò)壓、浪涌是工業(yè)中常見的電源問(wèn)題。電源接反是設(shè)備安裝和接線中最常見的錯(cuò)誤。輸入端口中的二極管可以防止電源反接時(shí)損壞電路。如果在輸入端加一個(gè)全橋整流器，即使電源接反，也能正常工作。為了防止發(fā)射器被閃電、靜電放電、電涌和其他能量損壞，可以在發(fā)射器的入口處安裝TVS管，以吸收瞬時(shí)過(guò)電壓能量。TVS電壓值一般略低于運(yùn)算放大器的極限電壓，從而起到保護(hù)作用。如果可能被雷擊，TVS可能吸收能力不夠，壓敏電阻是必須的，但是壓敏電阻本身的漏電會(huì)帶來(lái)一些誤差。2.過(guò)流保護(hù)。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)傳感器斷開和短路等錯(cuò)誤?；蛘咻斎氡旧碛锌赡艹龇秶?，變送器必須保證輸出在任何情況下都不會(huì)無(wú)限上升，否則可能損壞變送器本身、電源或遠(yuǎn)程顯示儀表。圖中的Rb和Z1構(gòu)成過(guò)電流保護(hù)電路。無(wú)論什么原因?qū)е?/span>OP1輸出大于6.2V(1N4735是6.2V穩(wěn)壓器)，都會(huì)被Z1箝位，Q1的基極不可能高于6.2V，所以re上的電壓不可能高于6.2-0.6=5.6V，所以總電流不會(huì)大于Ue/Re=5.6V/200=28mA。3.電壓適應(yīng)性廣。一般來(lái)說(shuō)，二線制變送器可以適應(yīng)大范圍的電壓變化，而不會(huì)影響精度。這可以適用于各種電源，同時(shí)可以適應(yīng)大負(fù)載電阻。電源最敏感的部分是基準(zhǔn)源，基準(zhǔn)源也是決定精度的主要部件。3建筑圖中的參考受R5限制。當(dāng)電源電壓發(fā)生變化時(shí)，R5上的電流也會(huì)發(fā)生變化，這對(duì)基準(zhǔn)的穩(wěn)定性有很大影響。在附圖中，恒流源LM334用作參考電源。當(dāng)電壓大范圍變化時(shí)，電流基本不變，保證了基準(zhǔn)的穩(wěn)定性。4.去耦電容在一般的電路設(shè)計(jì)中，每個(gè)集成電路的電源端都會(huì)有去耦電容。當(dāng)二線制變送器通電時(shí)，這些電容的充電會(huì)在瞬間產(chǎn)生大電流，可能會(huì)損壞遠(yuǎn)程儀器。因此，每個(gè)去耦電容一般不超過(guò)10nF，總?cè)ヱ铍娙莶粦?yīng)超過(guò)50nF。入口處需要一個(gè)10nF電容，以確保電路在長(zhǎng)線感性負(fù)載下不會(huì)振蕩。