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二線制4-20mA顯示模塊兩種方案的比較
2017-07-18
無源二線制4～20mA顯示模塊是指顯示模塊與外界僅有兩根導線連接至二線制的4～20mA電流信號中，這兩根導線既是顯示模塊信號采集的輸入，也是其供電電源的輸入。這種結構因其高可靠性、高性價比、布線簡單、無需考慮供電和隔離等優點而深受客戶喜愛。隨著料位計數字化和可視化技術的發展，無源二線制4～20mA顯示模塊已被越來越多的配備于各種料位計，并廣泛應用于工業現場。
從上表不難看出，通過專用二線制4～20mA信號采集單片機對電流信號進行處理具有可靠性高、精度高、信號不受器件溫漂、零點漂移的影響。此方案越來越多的應用于磁翻板液位計、浮球液位計等各種現場顯示測控儀表中。
在無源二線制4～20mA顯示模塊幾種方案中，有2種方案較為常見，其具體方案及特點如下表。
無源二線制4～20mA顯示模塊兩種常見方案的比較：
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序號 |
具體方案 |
特點 |
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方案一 |
通過運算放大器將電流信號轉換成電壓信號，然后利用單片機的A/D單元或者專用A/D轉換IC將電壓信號轉換為數字信號，最后單片機讀取A/D中的數字信號并將其顯示在LCD上。 |
1. 此方案在信號轉換環節采用運算放大器及大量外圍阻容器件，影響整機的可靠性； 2. 受器件內部溫漂、零點漂移的影響，易造成示值誤差； 3. 在A/D轉換環節，普通單片機和普通A/D轉換IC均存在位數較低轉換精度較差的缺點，影響測量精度。 |
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方案二 |
通過專用二線制4～20mA信號采集單片機對電流信號進行處理。電流信號通過信號采集I/O口外一精密電阻轉化為電壓信號，然后進入具有10種放大倍率選擇的PGA單元進行放大，最后進入18位全差動輸入ΣΔADC類型模數轉換單元將電壓信號轉換為數字信號并顯示在LCD上。 |
1. 此方案在信號轉換環節無外圍運算放大模擬電路，所以可靠性高、不受溫漂、零點漂移的影響； 2. 在A/D轉換環節18位全差動輸入ΣΔADC類型模數轉換單元能保證數據轉換的精確性； 3. 此專用單片機的通用I/O口兼具普通單片機的I/O功能，能方便實現通訊、顯示、控制等功能。 |
（深圳計為自動化技術有限公司研發中心2017年7月18日發布）
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