集成化精密电流变送器的原理与应用

　　摘要：首先介绍了XTR系列集成电流变送器的产品分类及主要特点，然后阐述了XTR115的工作原理，最后介绍了XTR115及XTR101的典型应用。
　　关键词：电流变送器；电流环；应变桥；保护电路
　　
　　引言
　　
　　集成电流变送器亦称电流环电路，根据转换原理的不同可划分成以下两种类型：一种是电压／电流转换器，亦称电流环发生器，它能将输入电压转换成4～20mA的电流信号（典型产品有1B21，1B22，AD693，AD694，XTR101，XTR106和XTR115）；另一种属于电流／电压转换器，也叫电流环接收器（典型产品为RCV420）。上述产品可满足不同用户的需要。
　　
　　XTR系列是美国BB（BURR－BROWN）公司生产的精密电流变送器，该公司现已并入TI公司。该系列产品包括XTR101，XTR105，XTR106，XTR110，XTR115和XTR116共6种型号。其特点是能完成电压／电流（或电流／电流）转换，适配各种传感器构成测试系统、工业过程控制系统、电子秤重仪等。
　　
　　1XTR系列产品的分类及性能特点
　　
　　XTR系列精密电流变送器产品的分类及主要特点详见表1。
　　
　　表1XTR系列产品的分类及主要特点
　　
　　产品
　　型号满量程输入范围激励源输出输出电流Io/mA环路电源Us/V封装形式
　　主要特点
　　
　　XTR10110mV或50mV两路1mA电
　　流源4～2011.6～40DIP－14SOL－16能将各种传感器产生的微弱电压信号转换成4～20mA的电流信号，适配应变桥、热电偶及铂热
　　电阻XTR1055mV～1V两路0.8mA电流源4～207.3～36DIP－14带2线制或3线制铂电阻接口，能实现温度/电流
　　转换XTR106满量程范围由电阻Rs来设定2.5V及5V两路基准电压4～207.5～36DIP－14带2.5V或5V激励源，适配应变桥XTR1100～5V或0～10V10V基准电压4～20或0～20或5～2513.4～40DIP－16可选择输入电压范围和输出电流范围XTR11540～200μA2.5V基准电压4～207.5～36SO－8带2.5V激励源和＋5V精密稳压器，可分别给应变桥和前置放大器单独供电，能简化电源设计XTR11640～200μA4.096V基准电压4～207.5～36SO－8带4.096V激励源和＋5V精密稳压器，可分别给应变桥和前置放大器单独供电，能简化电源设计
　　2XTR115型电流变送器的工作原理
　　
　　2.1性能特点
　　
　　1）它属于二线制电流变送器，内部的2.5V基准电压可作为传感器的激励源。XTR115可将传感器产生的40～200μA弱电流信号放大100倍，获得4～20mA的标准输出。当环路电流接近32mA时能自动限流。如果在脚3与脚5之间并联一只电阻，就可以改变限流值。
　　
　　2）芯片中增加了＋5V精密稳压器，其输出电压精度为±0.05％，电压温度系数仅为20×10－6／℃，可给外部电路（例如前置放大器）单独供电，从而简化了外部电源的设计。
　　
　　3）精度高，非线性误差小。转换精度可达±0.05％，非线性误差仅为±0.003％。
　　
　　4）环路电源电压的允许范围宽，Us=7.5～36V。XTR1

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