LM324运放4~20MA转1~5V电流转电压电路图PCB与详细解说

电子爱好者999 发表于 2018-2-23 23:38原理图和PCB图如下：(51hei附件中可下载工程文件)

电流转电压模块实物图：

【简要说明】一、尺寸：全长51mm宽23mm高18mm二、主芯片：LM324运算放大器三、工作电压：直流3V~30V四、特点：1、电路简单实用，接线简单。2、一端与传感器连接，另一端接电源和信号输入即可（具体可参靠下图描述）。3、输出信号直接连接AD转换器。4、可与带AD功能的单片机连接。5、电路小巧，方便固定安装。6、主要是实现工业标准上的电流（0～10mA、4～20mA）转换工业标准上的电压（0～5V、1～5V）。7、工作温度-10°~70°。8、RS-485的数据最高传输速率为10Mbps9、RS-485最大的通信距离约为1200m，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。【标注说明图】

根据同相放大电路的放大倍数A=1+

0～10mA/0～5V电流/电压假设R1=200Ω,那么当输入0～10mA电流信号时,R1两端产生的压降为0～2V,要使其产生0～5V的输出电压,那么确定其放大倍数为2.5,即A=2.5,如果R4=150K,R3=100K,满足A=2.5,由于R2、R5参数的确定与电路没有多大影响，理论上设计给定R2=100k, R5=10k。所以设计得到0～10mA/0～5V电流/电压变换电路。如图2.4

图2.4  0～10mA/0～5V电流/电压变换电路测量当输入电流为0～10mA时，输出电压的值，如下表4.6所示：表4.6  0～10mA/0～5V转换电路测量数据输入电流（Ii）/mA01.02.54.05.06.07.510.0输出电压（Uo）/V00.491.241.992.53.03.735.0Uo(理论)00.51.252.02.53.03.755.0根据表4.6作出0～10mA/0～5V电流/电压转换电路的对应曲线图，如图4.4所示。由曲线可以看出，该转换电路具有良好的线性。

图4.4  0～10mA/0～5V转换电路对应曲线4～20mA/0～5V电流/电压

同理，假设R1=200Ω,那么当输入4～20mA电流信号时,R1两端产生的压降为0.8～4V,要使其产生1～5V的输出电压,那么确定其放大倍数为1.25,即A=1.25。同相放大电路的放大倍数，如果R4=25K,R3=100K,满足A=1.25,由于R2、R5参数的确定与电路没有多大影响，理论设计R2=100k,R5=10k。同样设计得到4～20mA/1～5V电流/电压变换电路。产品淘宝有售图2.5  4～20mA/0～5V电流/电压变换电路4～20mA/1～5V转换电路的调试将拨动开关拨到另一端，将R4=25k接入电路中；同样调节调零电阻使得零输入时，满足零输出。测量当输入为4～20mA时，输出的电压值，如表4.7所示：表4.7  4～20mA/1～5V转换电路测量数据输入电流（Ii）/mA4.05.010.015.020.0输出电压（Uo）/V1.01.242.493.734.96Uo(理论)1.01.252.53.755.0由表4.7作出4～20mA/1～5V电流/电压转换电路的对应曲线图，如图4.5所示。由曲线可以看出，该转换电路具有良好的线性。

图4.5  4～20mA/1～5V转换电路对应曲线【原理图】