电量变送器不管是交流电压或电流还是直流电压或电流输入的,其输出信号大多是4~20ma的直流电流输出,那么怎么实现4~20ma的电流输出呢?
这个iloop电流就是我们最终需要输出的4~20ma的电流,而它是由电阻r8和r10的电流会和而成的,这两个电阻有一个公共端节点,而各自另外一端分别接了运放的负相输入端和正相输入端。我们知道运算放大器正相和反相输入端之间是高阻抗的状态,所以形成了运放的两个重要的特征就是:“虚短”和“虚断”,这里我们用到了“虚短”的概念。即v+=v-。这样电阻r8和r10就可以理解成并接在一起的两个电阻。而r8的阻抗值=10ω,r10的阻抗值=1kω,也就是r8的阻抗值是r10阻抗值的1/100,也就意味着流经r8的电流是流经r10电流的100倍。那iloop电流=i8+i10=100i10+i10=101*i10
当外部没有输入信号时,i10=i12,iloop=101*i10=101*i12=101*(5v/126.25kω=39.6ua)=3.9996ma≈4ma
当外部电压为满度值输出时,i10=(i9+i12),iloop=101*i10=101*(i9+i12)=101*(39.6ua+5v/31.56kω=158.4ua)=101*198ua=19998ua=19.998ma≈20ma
在其它不变的情况下,我们只要改变r12的电阻值就可以改变零点的输出电流,改变r9的电阻就可以改变满度时的输出电流。这样就能做到任意电流值的输出了。