传感器中的电压电流电压频率变换的实行

　　跟着电子时间和估量机时间的迟缓先进，工业自愿化取得了迅速起色，而正在工业管造范畴，检测

　　只供应4～20mA或者0～5V的直流模仿信号输出，而我国煤矿操纵的煤矿安定监测体系大片面只首肯接入1～5mA或者200～1000Hz的模仿信号，于是正在平常工业现场操纵的

　　正在煤矿的运用，除了探讨防爆身非常，还务必实行输出模仿信号的转换。这种输出信号的转换假如进货专用的转换筑造，不光价值高，操纵也不是很简单。本质上自身打算创造少许转换电途也能够简单的

　　电压/电流转换即V/I转换，是将输入的电压信号转换成满意必定合联的电流信号，转换后的电流相当一个输出可调的恒流源，其输出电流应不妨连结褂讪而不会随负载的改变而改变。V/I转换道理如图1。

　　由图1可见，电途首要元件为一运算放大器LM324和三极管BG9013及其他辅帮元件组成，V0为偏置电压，Vin为输入电压即待转换电压，R为负载电阻。此中运算放大器起对照器效率，将正相端电压输入信号与反相端电压V-实行对照，经运算放大器放大后再经三极管放大，BG9013的射级电流Ie效率正在电位器Rw上，由运放本质可知：

　　由上述理解可见，输出电流Io的巨细正在偏置电压和反应电阻Rw为定值时，与输入电压Vin成正比，而与负载电阻R的巨细无合，诠释了电途优越的恒流功能。蜕化V0的巨细，可正在Vin=0时蜕化Io的输出。正在V0必准时蜕化Rw的巨细，能够蜕化Vin与Io的比例合联。由Io(V0+Vi)/Rw合联式也能够看出，当确定了Vin和Io之间的比例合联后，即可简单地确定偏置电压V0和反应电阻Rw。比如将0～5V电压转换成0～5mA的电流信号，可令V0=0，Rw=1k，此中Vo=0相当于将其直接接地。若将0～5V电压信号转换成1～5mA电流信号，则可确定V0=1.25V，Rw=1.25k。同样若将4～20mA电流信号转换成1～5mA电流信号，只需先将4～20mA转换成电压即可按上述合联确定V0和Rw的参数巨细，其他转换可递次类推。

　　为了使输入输出得回优越的线性对应合联，要希罕预防元器件的遴选，如输入电阻R1、R2及反应电阻Rw，要选用低温漂的精巧电阻或精巧电位器，元件要历程无误衡量后再焊接，并历程注意调试以得回最佳的功能。咱们正在多次本质运用中测试，上述转换电途的最大非线%，转换精度合适央求。

　　电压/频率转换即V/F转换，是将必定的输入电压信号按线性的比例合联转换成频率信号，当输入电压改变时，输出频率也相应改变。针对煤矿的异常央求，咱们只理解何如将电压转换成200～1000Hz的频率信号。

　　完毕V/F转换有良多的集成芯片能够欺骗，此中LM331是一款功能价值对照高的芯片，由美国NS公司出产，是一种目前极端常用的电压/频率转换器，还可用作精巧频率电压转换器、A/D转换器、线性频率调造解调、长时代积分器及其他合联器件。因为LM331采用了新的温度抵偿能隙基准电途，正在通盘劳动温度范畴内和低到4.0V电源电压下都有极高的精度。LM331的动态范畴宽，可达100dB;线性度好，最大非线Hz时尚有较好的线性;变换精度高，数字分袂率可达12位;表接电途浅易，只需接入几个表部元件就可简单组成V/F或F/V等变换电途，而且容易包管转换精度。LM331可采用双电源或单电源供电，可劳动正在4.0～40V之间，输出可高达40V，况且能够提防Vs短途。图2是由LM331构成的类型的电压/频率变换器。

　　可见，正在参数Rs、R1、Rt、Ct确定后，输出脉冲频率Fout与输入电压Vin成正比，从而完毕了电压-频率的线性变换。蜕化式中Rs的值，可安排电途的转换增益，即V和F之间的线Hz的频率信号，电途参数表面值为R=18k，Ct=0.022uF，R1=100k，Rs=16.5528k，因为元器件与标称值存正在差错，正在电途参数基础确定后，通过安排Rs的电位器，能够完毕所需V/F线性变换。

　　由Fout=VinRs/(2.09R1RtCt)可知，电阻Rs、R1、Rt和电容Ct直接影响转换结果Fout，是以对元件的精度要有必定的央求，可遵照转换精度妥善遴选，此中Rt、Ct、Rs、R1要选用低温漂的褂讪元件，Cin可遵照需求遴选0.1uF或1uF。电容C1对转换结果固然没有直接的影。