集成U/I变换电路的应用

　　1　XTR110集成变换器简介

　　XTR110是美国RURR-BROWN公司生产的U/I精密集成变换器,它是工业控制上的标准变换器,可将0~5V或0 ~10V电压信号变换成4 ~20mA, 0 ~20mA, 5~25mA等电流输出。广泛用于数据采集、过程控制、测试仪器及温度,压力变送等设备方面。

　　2　XTR110的内部结构

　　图1是XTR110内部结构框图,它主要由输入放大器(A1)、U/I变换器(A2)、+10V基准电路和精密电阻网络等组成。+10V基准电路既可使用本器件也可为其他电路提供参考。该电路为标准16脚DIP封装结构,便于和DIP插座配合使用。2个ADJ(6, 7脚)为调零端;Ui1,Ui2为电压信号输入端;GD为电流输出端;FB为反馈端; 9脚, 10脚为16mA, 4mA量程控制端。

　　图2为XTR110的基本连接。当输入为0~10V电压时,输出为4~20mA电流,这是一个工业上所用的标准变送电路。当需其他的输入电压及输出电流时,可根据表1对某些引脚进行适当的连接就可以实现。

　　为驱动负载RL, XTR110输出端可加MOSFET管驱动或由三极管驱动才能保证电路正常工作。

　　3　XTR110的典型应用电路

　　图3是XTR110的应用之一。该电路由D/A转换器与XTR110构成数控U/I变换电路,图中D/A转换器DAC0808是8bi,t可受CPU或其他数字电路控制。该D/A转换器采用单极性输出形式,其中参考电压VR2由MC1403提供,输出求和电路由运算放大器0P07组成,根据D/A转换器和运算放大器的特性,输出电压V0如下:

　　式中:D7~D0是二进制“1”或“0”,R3可根据输出电压降值的大小决定。当数字量输入为00H,输出电压为零;数字量输入为FFH,输出电压应为A(1-2-n)(A为满量程电压值),通过调整图3中的R3,使输入数字量为FFH时,输出电压V0=4.96V,输入数字量为00H时,输出电压V0=0V,整个过程完成数字形式到标准电流(4~20mA)的变换,这种电路在智能控制系统中得到广泛应用。

　　图4是XTR110的应用之二。该电路是温度检测电路,它把摄氏温度转换成工业应用的标准电流(4~20mA)驱动负载。采用LM134集成温度传感器,通过调整R3,使LM134的灵敏度为1μA/℃,则从R1上输出的灵敏度为5mV/℃;然后调整R4,使0℃时U0输出为0V;最后调整R5,在100℃时,使U0输出5V;这样该电路的输出灵敏度为50mV/℃,即温度每上升1℃,电压输出增加50mV。运算放大器采用LM324低功耗运算放大器,电位器R5=2R2,基准电压采用MC1403集成电路。当温度从0~100℃变化时,U0输出电压在0~5V变化,而该变化电压通过XTR110精密变换器转变成工业应用的标准电流(4~20mA)。该电路广泛应用于温度检测、控制等系统中。

　　4　结论

　　本文介绍的精密U/I变换器XTR110集成电路,通过2个实际应用电路得出结论,由XTR110集成U/I变换器代替传统U/I变换器,不但简单、可靠而且稳定性大大提高。XTR110精密变换器,在工业控制、智能控制及过程控制中得到广泛的应用。