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xtr115应用.doc

xtr115应用

Alfred俊豪
2018-04-05 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《xtr115应用doc》,可适用于综合领域

xtr应用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,mA的电流信号(典型产品有BBADADXTRXTR和XTR)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RCV)。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XTRXTRXTRXTRXTR和XTR共种型号。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。系列产品的分类及性能特点XTR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。表XTR系列产品的分类及主要特点输出电激励源输出流IomA产品型号满量程输入范围环路电源UsV封装形式主要特点能将各种传感器产生的微XTRmV或mV两路mA电流源,,DIP,SOL,弱电压信号转换成,mA的电流信号适配应变桥、热电偶及铂热电阻两路mA电流源带线制或线制铂电阻接,,DIP,口能实现温度电流转换带V或V激励源适配应变桥XTRmV,V满量程范围XTR由电阻Rs来设定V及V两路基准电压,,DIP,,XTR,V或,VV基准电压或,或,带V激励源和V精密XTR,AV基准电压,,SO,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带V激励源和V精XTR,AV基准电压,,SO,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,DIP,可选择输入电压范围和输出电流范围XTR型电流变送器的工作原理性能特点)它属于二线制电流变送器内部的V基准电压可作为传感器的激励源。XTR可将传感器产生的,μA弱电流信号放大倍获得,mA的标准输出。当环路电流接近mA时能自动限流。如果在脚与脚之间并联一只电阻就可以改变限流值。)芯片中增加了V精密稳压器其输出电压精度为,电压温度系数仅为×,,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。)精度高非线性误差小。转换精度可达,非线性误差仅为,。)环路电源电压的允许范围宽Us=,V。XTR由环路电源供电。工作温度范围是,,。)专门设计了功率管接口适配外部NPN型功率晶体管它与内部输出晶体管并联后可降低芯片的功耗。工作原理XTR采用SO,小型化封装其内部电路框图及基本应用电路如图所示。U为电源端接环路电源。UREF为V基准电压输出端。II端接输入电流。IRET为基准电压源输出电流和稳压器输出电流的返回端可作为输入电路的公共地。为,mAOUT电流输出端。UREG为V稳压器的输出端。B和E端为外部功率管的接口分别接功率管的基极(B)和发射极(E)。功率管的集电极(C)接U端。芯片内部主要包括输入放大器(A)电阻网络输出晶体管(VT)V基准电压源和V稳压器。RLIM为内部限流电阻。外围元器件主要有输入电阻(RI)功率管(VT)环路电源(Us)和负载电阻(RL)。输入电压UI先经过RI转换成输入电流II再经过XTR放大后从OUT端输出,mA的电流信号。为减小失调电压以及输入放大器的漂移量要求UIV。输出电流与输入电流、输入电压的关系由式()确定。Io=II=UI,RIXTR系列产品的应用电路应变桥电流变送器由XTR构成应变桥电流变送器的电路如图所示。将脚视为公共地由脚给应变桥提供V的电源电压。前置放大器采用TL型单运放(亦可采用OPA型双运放仅用其中的一个运放)由V稳压器单独给运放供电。RI为kΩ输入电阻C为降噪电容VT为外部NPN功率管可选NTIPC或TIPB等型号。以N为例其主要参数为UCEO=VICM=APCM=W。该电路的工作原理是当试件受力时应变桥输出的电压信号首先经过前置放大器放大成,V的输入电压UI再通过RI转换成,μA的输入电流II最后经XTR放大倍后获得,mA的电流。()需要指出XTR只能配NPN功率管不能配MOS场效应功率管。外部功率管应满足XTR对电压、电流的要求使用中还须给功率管装上合适的散热器。保护电路的设计保护电路应兼有反向电压保护与正向过压保护两种功能。XTR的保护电路如图所示。反向电压保护电路由二极管整流桥VD,VD组成可防止因将环路电源的极性接反而损坏芯片。整流二极管可选用N型高速硅开关二极管其主要参数为URM=VId=mAtrr=ns。采用桥式保护电路之后就不用再考虑环路电源的极性因为无论Us的极性是否接反它总能保证U端接得是正电压。鉴于在任何时刻整流桥上总有两只二极管导通因此在计算环路电压ULOOP时须扣除两只硅二极管的正向压降(约为V)由式()确定。ULOOP=Us,IORL,()过压保护电路采用一只NA型稳压管其稳定电压为V稳定电流为mA。当环路电压过高时就被钳位到V。实验证明即使环路电压达到VXTR也不会损坏。为了改善瞬态过压保护特性还可采用Motorola公司生产的PKEA型瞬态电压抑制器(其英文缩写为TVS亦称瞬变电压抑制二极管)来代替稳压管。PKEA的钳位电压UB=V钳位时间仅为ns其性能远优于齐纳稳压管。配J型热电偶的电流变送器电路由XTR构成带冷端温度补偿功能的J型热电偶输入电路如图所示。该电路可将温度信号转换成,mA的电流信号

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