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1、XTR101通用变送器-29-●新特器件应用XTR101通用变送器创兴电子科技有限公司颜重光摘要:XTR101是美国BB公司(BURR2BROW)开发的4～20mA两线制变送器微型电路,它具有良好的仪表放大器输入特性,它的低失调电压最大值仅30μV,低电压漂移最大值仅0175μV/℃,是一个真正的两线制工作电路,也是一个用途广泛的通用型传感器接口电路,适用于温度、压力、称重、位置等传感器的信号变换。关键词:变送器电路电压/电流变换温度变送电桥变送位置变送因此,XTR101常常作为OEM产品被变送1、XTR101结构原理器或数据采集系集系统制造者所选用。X
2、TR101通用型变送器单片模块电2、温度变送器路,可把传感器的电压信号自动地变换成标准电流信号。内含一个高精度的仪表放热电偶、电阻温度计(RTD)、热敏电阻、大器、一个电压/电流变换器和二个相同铂电阻(Pt)等都是使用较多的温度传感器,的1mA精密恒流源基准。该电路失调电压经电压或电流激励,根据工业现场的温度变低,最大为30μV,漂移小,最大为化就能输出相应变化的电压信号,但电压信0175μV/℃,外接元件可适于远程信号传号不能远传,且易受噪声干扰。使用XTR101输变换和热电偶、电阻温度计(RTD)、热敏就能在现场很方便地将它转换成便于远距离电阻以及应
3、变计电桥等多种工作状态的变传送且不易受干扰的标准电流信号。送器电路。实际应用时,应在输出端外加一热电偶与XTR101组成二线制温度变个功率管,使工作时的热源外移,以保证其送器的典型电路如图2所示。这是一个带冷工作稳定性。XTR101接脚图如图1所示。传感器的电压信号由3、4脚输入,5、6脚外接电阻RS可以调节输出满幅值,1、2、14脚外接电位器组成初始调零电路,10、11脚分别输出二个1mA恒流,可用于传感器供电,8脚接电源正端(也且是环流注入端),7脚通过负载电阻RL接电源负端,(也是环流信号输出端),12、8、9可外接功率管。XTR101两线制变送器
4、的优点是抗干扰能力很强,长期运转导致的压降、电机噪音、继电器、电力拖动装置、电器开关、电流互感器和工作设备电源的频繁切换启动均无影响。它的工作温度范围宽,为-40～+80℃。图1XTR101接脚图©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.-30-《国外电子元器件》1996年第11期1996年11月图2使用XTR101的热电偶二线制变送器端补偿的热电偶温度测量系统。在0～温度计(RTD),它在0℃时的电阻为100Ω,1000℃的温度检测范围内,XTR101能输出而在266℃
5、时的电阻为200Ω。若要求从4～20mA电流。二个1mA恒流源通过R4+25～+150℃时能使变送器输出4～(2.5kΩ)电阻,产成5V提升电压,使20mA电流,那么首先要设定该放大器的增XTR101进入线性工作区。一个1mA恒流由益能满足该电路在+150℃满量程时输出11脚流经与热电偶冷端处在同一温度层的20mA电流,这就要通过选择和计算确定二极管(IN4148),该二极管的电压与温度的RS的电阻值。根据已知条件可以知道RTD关系约为-2mV/℃,R1、R2电阻分配器与的灵敏度:△R/△T=100Ω/266℃。当其并联,对此进行抑制。另一个1mA恒流流
6、1mA激励电流流经RTD使其满足从25～经热电偶和与热电偶并联的R3调零电位150℃的温度范围时,RTD能给予放大器输器。R3在热电偶处于0℃时调节初始零位的入端的最大信号幅值是:4mA输出,而在58mV/1000℃满量程输出△eIN=1mA×(100Ω/266℃)×125℃时,可调整RS电阻使其输出20mA。四种不=47mV同材料的热电偶的R1、R2、R3电阻值如表1要求变送器满量程输出电流ID=所列。20mA,而其初始零位电流定为4mA,则△电阻温度计(RTD)与XTR101组成的IO=IO-4mA=16mA二线制变送器的典型电路如图3所示。这里运用
7、计算RS的公式:选用一个温度范围为+25～+150℃的电阻△IO=[0.016U+(40/RS)]△eIN可以求出适当的RS电阻值:表1R1、R2、R3阻值40ISA热电偶寨贝克R1R2R3RS=材 料△IO △eIN-0.016U型 号效应系数(Ω)(Ω)(Ω)40E镍铬康铜58.52k60.319.0=16mA47mV-0.016ΩJ铁康铜50.22k51.516.3=123.3ΩK镍铬铝39.42k40.212.8T铜康铜38.02k38.712.3变送器输出幅值的调节和校正是依靠©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalD
8、iscCo.,Ltd.Allrightsreserved.XTR101通用变送器
