电流信号转电压信号方法大全
单运放电流转电压电路
单运放电流转电压电路
单运放电流转电压电路是指使用单个运算放大器（Op-Amp）将电流信号转换为电压信号的电路。
这种电路通常用于信号处理和测量系统中，将传感器输出的电流信号转换为适合后续电路或仪表使用的电压信号。
单运放电流转电压电路的基本原理是利用运算放大器的虚短特性，即将输入端的电流信号转换为相应的电压信号。
具体来说，当运算放大器的输入端接收到一个电流信号时，输出端会产生一个相应的电压信号，其大小与输入电流成正比。
通过调整反馈电阻的大小，可以改变输出电压的大小和放大倍数。
单运放电流转电压电路的应用范围很广，可以用于各种不同的传感器信号处理和测量系统中。
例如，电流-电压转换器、光电二极管放大器、磁阻传感器放大器等都可以使用单运放电流转电压电路进行信号转换和放大。
总结来说，单运放电流转电压电路是一种将电流信号转换为电压信号的电路，使用单个运算放大器实现。
它广泛应用于各种传感器信号处理和测量系统中，可以将传感器的输出信号转换为适合后续电路或仪表使用的电压信号。
4~20毫安电流转电压电路实验
4-20毫安电流转1-5V电压转换电路最简单的4－20mA输入/5V输出的I/V转换电路在与电流输出的传感器接口时，为把传感器(变送器)输出的1-10mA或者4 -20mA电流信号转换成为电压信号，往往都会在后级电路的最前端配置一个I /V转换电路，图1就是这种电路最简单的应用示意图。
仅使用一只I/V转换取样电阻，就能够把输入电流转换成为信号电压，其取样电阻可以按照Vin／I=R求出，Vin是单片机须要的满度A／D信号电压，I是输入的最大信号电流。
这样的电路虽然简单，但却不实用，首先，其实际意义是零点信号的时候，会有一个零点电流流过取样电阻，如果按照4~20mA输入电流转换到最大5 V电压来分析，零点的时候恰好是1V，这个1V在单片机资源足够的时候，可以由单片机软件去减掉它。
可是这样一来。
其有用电压就会剩下5-1=4V而不是5V了。
由于单片机的A／D最大输入电压就是单片机的供电电压，这个电压通常就是5V，因此，处理这种简单的输入转换电路时比较麻烦。
为了达到A／D转换的位数，就会导致芯片成本增加。
LM324组成的4－20mA输入/5V输出的I/V转换电路解决上面问题的简单方法是在单片机输入之前配置一个由运算放大器组成的缓冲处理电路，见图2。
增加这级运算放大器可以起到对零点的处理会变得更加方便，无需耗用单片机的内部资源，尤其单片机是采用A／D接口来接受这种零点信号不为零电压的输入时，可以保证A/D转换位数的资源能够全部应用于有用信号上。
以4～20mA 例，图B中的RA0是电流取样电阻，其值的大小主要受传感变送器供电电压的制约，当前级采用24V供电时，RA0经常会使用500Ω的阻值，对应20mA 的时候，转换电压为10V，如果仅仅需要最大转换电压为5V，可以取RA0=250Ω，这时候，传感变送器的供电只要12V就够用了。
因为即使传送距离达到1000米，RA0最多也就几百Ω而已。
同时，线路输入与主电路的隔离作用，尤其是主电路为单片机系统的时候，这个隔离级还可以起到保护单片机系统的作用。
电流电压转换电路原理
电流电压转换电路原理
电流电压转换电路是一种用于将电流转换成电压信号或将电压转换成电流信号的电路。
它利用电阻和运算放大器来实现电流和电压之间的转换。
电流到电压的转换电路通常使用电阻。
当电流通过一个电阻时，根据欧姆定律，将会产生一个与电流成正比的电压。
因此，通过选择适当的电阻值，可以将电流转换成相应的电压信号。
电压到电流的转换电路则需要使用运算放大器。
运算放大器是一种具有高增益的电路元件，它可以放大输入信号，并根据输入信号的差异来控制输出电流。
通过将需要转换的电压输入到运算放大器的输入端，然后将输出端连接到负载电阻上，就可以将电压转换成相应的电流信号。
在实际应用中，电流电压转换电路常用于测量和控制系统中。
例如，当我们需要测量电流时，可以将待测电流通过电阻转换成电压信号，然后再使用电压测量仪器进行测量。
另外，它还可以应用于传感器的信号转换、电源控制和模拟信号处理等场景中。
总的来说，电流电压转换电路是一种常用的电路设计，它通过电阻和运算放大器实现电流和电压之间的转换。
它在各种电子设备和系统中都有广泛的应用。
几种特殊模拟信号的预处理方法
几种特殊模拟信号的预处理方法张娟【摘要】控制系统逐步由模拟系统向数字系统转变，对控制系统的精确度提出了更高的要求。
提高模/数转换的精确度显得至关重要。
介绍三种特殊模拟信号(电流型信号、交流电压信号、小电压信号)的预处理方法，这些信号经过滤波、分压限幅、信号放大等预处理，消除杂波干扰，增加信号的驱动能力和抗干扰能力，提高信噪比。
这些方法经过工程验证，已成功运用，信号稳定。
%In control systems,analog systems are gradually converted to digital systems,which requires higher accuracy of A/D conversion for the control systems. Three kinds of special analog signal pretreatment methods are introduced in the paper, such as current signal,AC voltage signal and small voltage signal. These signals went through pretreatment such as filtering,dis⁃tributing voltage amplitude limiting and signal amplification. Therefore,noise jamming was eliminated,and the driving and anti⁃interference ability of signals were increased to improve the signal to noise ratio. These methods were verified by engineering practice and were successfully used. These signals are stable.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】3页(P85-86,90)【关键词】模拟信号;A/D 转换;预处理;信噪比【作者】张娟【作者单位】中国航空计算技术研究所，陕西西安 710068【正文语种】中文【中图分类】TN911.7-340 引言无论是工业控制还是航空、航天以及军事领域，计算机正逐步成为控制系统的核心部件，尤其那些对精确度要求高的系统，例如瞄准目标、着陆范围、油量计算等等都对控制系统提出了更高的要求。
中泰数据采集卡使用方法
中泰数据采集卡使用方法一.多功能板接线方法1.图1♦当测电流信号时，采集卡A/D端接PS-003端子板，根据电流、采集方式（单端和双端），再PS003上的RA（单端）或者RC（双端）上焊接不同的电阻，将电流转换为电压，方便采集。
♦4～20mA电流信号转换为1～5V电压信号时焊接250Ω精密电阻，转换为2～10V电压信号时焊接500Ω精密电阻。
♦0～10mA电流信号转换为0～10V电压信号时焊接1KΩ精密电阻，转换为0～5V电压信号时焊接500Ω精密电阻。
♦开关量端接PS-006端子板（端子定义即配接的采集卡的开关量定义），请察看相关说明书。
♦和PS-003配接适用板卡：PCI-8310 PCI-8360 PCI-8319 PCI-8325 PCI-8333 PCI-8335B PCI-8340 PC-6310 PC-6313 PC-6315 PC-6319 PC-6325 PC-6333PC-6340等♦和PS-006配接适用板卡：PCI-8310 PCI-8360 PCI-8344 PCI-8319 PCI-8322 PCI-8324 PCI-8320 PCI-8325 PCI-8333 PCI-8335B PCI-8340 PC-6311PC-6313 PC-6315 PC-6322 PC-6323 PC-6317等2.图2♦测电压信号时，采集卡A/D端可接PS-006端子板♦开关量端接PS-006端子板二.开关量DI DO接线方法图3♦DI 16路，接PS-006端子板♦DO 16路，接继电器输出PS-002端子板♦适用板卡：PCI-8408 PC-6408♦继电器板卡须外加12V或者24V电源三.开关量DO接线方法图4♦DO 32路，可配两块继电器输出PS-002端子板♦适用板卡：PCI-8407 PC-6407♦继电器板卡须外加12V或者24V电源四.开关量DI接线方法图5♦DI 32路，接PS-006端子板♦适用板卡：PCI-8405 PC-6405五.全隔离模块接线方法图6如果用户现场环境恶劣，或信号是非标准信号，不能直接被所选设备采集时，就需要加入全隔离模块。
信号转换电路
传感检测技术基础信号转换电路信号转换电路模/数转换器A／D转换可分为直接法和间接法。
直接法是把电压直接转换为数字量，如逐次比较型的A／D转换器。
间接法是把电压先转换成某一中间量，再把中间量转换成数字量。
(1)逐次比较型模/数转换器逐次比较型A／D转换就是将输入模拟信号与不同的参考电压做多次比较，使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量的对应值.模模//数与数数与数//模转换器模转换器逐次比较型A／D转换器简化框图如图10.20所示它由D／A转换、数码设定、电压比较和控制电路组成图10.20逐次比较型A/D转换框图（2）双积分型模/数转换电路双积分型A／D转换电路如图10.21所示,当t=T2时，U0(t)=0,如图（b）所示.图10.21双积分型A/D转换器原理图转换过程分两步，首先接通S1，对输入电压(-Ui)积分，积分电路输出电压为:(10.21)然后在T1时，开关切换到S2位置，对基准参考电压Ur反向积分，积分电路输出电压为：（10.22）当t=T2时，U0(t)=0，如图10.21（b），此时得：(10.23)设时钟脉冲频率为,当t=T1时,则时间T1为：此时开始对标准参考电压Ur反向积分，时间间隔T=T1－T2，计数值为N，则，所以：数/模转换器数/模（D/A）转换器是通过电阻网络，把数字按其数码权值转换成模拟量的输出.D/A转换器有两种类型:权电阻网络和T形电阻网络(1)权电阻数/模转换器图10.22是4位二进制权电阻D／A转换器原理图由上图可得：（10.24）（10.25）在上述电路中，权电阻分别为R、2R、4R、…、。
若数字量多于四位，可通过增加模拟开关和权电阻来增加其位数。
(2)T形电阻数/模转换器T形电阻D/A转换器原理如图10.23所示,该电路电阻形状成T形，故称T形网络.图10.23T型电阻D/A转换器由图10.23可知,根据叠加原理，运算放大器总输入的等效电压是各支路等效电压之和，即:(10.26)若取RF＝3R，运算放大器的输入端电流为:(10.27)运算放大器的输出电压V0为:(10.28)电压/频率转换器(1)转换原理V/F转换器原理如图10.24所示电压电压//频率与频率频率与频率//电压转换器电压转换器图10.24V/F转换电路示意图1)当输入电压Ux>Uc时，放大器A输出为“1”状态，此时将单稳触发器置“1”，触发器驱动开关S 接通恒流源，使I0对电容CL充电;2)Uc上升，在Uc=Ux+△U时，电压比较器A输出为“0”状态，单稳触发器置“0”，使开关S断开，I0停止对电容CL充电;3)电容CL通过电阻RL放电，Uc下降。
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分压器方法
分压器方法分压器方法
分压器方法
利用如图1分压电路，将电流通入电阻。在电阻上采样出电压信号。其中，可以使用电
位器调节输出电压的大小。这种方法最简单，但需要考虑功率和放大倍数的选择问题。
利用如图1分压电路，将电流通入电阻。在电阻上采样出电压信号。其中，可以使用电位
接的方法实现转换。考虑到相位的问题，对电路作了改进。利用50欧电阻在正端产生
的电压与负端相等的条件，并利用运放的放大功能，实现最终要求的。如图。另外，用
集成运放OP27为的是得到更高的运算精度；50欧的电阻是前端互感器带负载要求。P
这种方法多用于对电流的测量，虽然也可以实现转换，但是精度有限。
积分电路
积分电路积分电路
积分电路方法
方法方法
方法
电压可以看作是电流的积分，利用如图电路有：
为保证精度，选取运放时尽量找输入阻抗大的。该电路常用于PID调节，积分电路成熟
且放大倍数和精度较好。但要注意这种电路输出电压和输入电流的相位是相反的。
电流信号转换为电压信号的方法
电流信号转换为电压信号的方法电流信号转换为电压信号的方法
电流信号转换为电压信号的方法由于应用和原理的不同，电流信号的输出，如传感器变送器输出的4~20mA，需要变换
成电压以利于后续驱动或采集。对于不同的电流信号，考虑功率问题，有的需要先经过电流
互感器将大电流变小，否则大电流容易在电阻上产生过大的功率。
运放直接搭接的方法（跨阻放大器）
充分利用运放“虚短”和“虚断”的概念，将电流转换为电压信号，如图电路
电流通过电阻，在电阻上产生压降，建立起电压和电流的关系为
这种方法避免了运放输入失调电压和输入偏置电流和失调电流影响带来的积分误差。也
4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号
4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号1、电流信号转成电压信号，或电压信号转成电流信号，实质就是信号传输中的阻抗变换问题；2、信号传输阻抗匹配，就是满足信号源输出最大信号能量的条件；3、信号传输阻抗匹配，就是信号传输能流最大、衰减最小、畅通无阻、失真变形最小；4、电流信号转成电压信号，就是低阻抗传输转换为高阻抗传输；5、这种阻抗变换，一定要通过阻抗变换设备、阻抗变换电路来实现；6、常用阻抗变换的设备有阻抗变换变压器，例如音响系统的输入输出变压器；7、常用阻抗变换电路，如射极输出电路，在模拟电子电路中经常用作输出级、输入级、中间转换级等；8、超高频闭路电视系统，信号分流用的三通、四通分配器，就是信号匹配阻抗转换器，通过它实现闭路电视系统的阻抗匹配，否则信号将受阻传不出去，或信号失真变形；9、4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号，用什么样的阻抗变换电路、设备，关键看信号的性质，是高频还是低频，是交流还是直流；10、这种在电流信号回路中串入电阻的方法，是错误的，不可取的，是不懂信号传输匹配意义的做法；并电阻没问题的,我们经常这样转化,加250欧姆电阻转换成1-5V,加500欧姆电阻转换成2-10V,至于0-1V,0-2V这两个范围几乎不用,完全能够达到控制要求简单化:4-20MA的信号输出并联一个315欧姆的电阻，就可以转换为1.3-6.3伏的电压信号.再串联两只二极管(降压1.3),就可以转换为0-5伏的电压信号.推荐4个实用的4-20mA输入/0-5V输出的I／V转换电路一、最简单的4～20mA输入/1～5V输出的I／V转换电路应用示意图二、廉价运放LM324搭的廉价的4～20mA输入/0～5V输出的I／V转换电路三、推荐采用运放OP07搭的4～20mA输入/0～5V输出的I／V转换电路四、推荐采用精密的4～20mA输入/0～5V输出的I／V转换专用集成电路RCV420是一种精密的I/V转换电路,也是目前最佳的4-20mA转换0-5V的电路方案，有商用级（0℃－70℃）和工业级（-25℃－+85℃）供你选购。
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电流信号转换为电压信号的方法
由于应用和原理的不同，电流信号的输出，如传感器变送器输出的4~20mA，需要变换成电压以利于后续驱动或采集。
对于不同的电流信号，考虑功率问题，有的需要先经过电流互感器将大电流变小，否则大电流容易在电阻上产生过大的功率。
下面介绍几种I/V变换的实现方法。
分压器方法
利用如图1分压电路，将电流通入电阻。
在电阻上采样出电压信号。
其中，可以使用电位器调节输出电压的大小。
这种方法最简单，但需要考虑功率和放大倍数的选择问题。
利用如图1分压电路，将电流通入电阻。
在电阻上采样出电压信号。
其中，可以使用电位器调节输出电压的大小。
这种方法最简单，但需要考虑功率和放大倍数的选择问题。
霍尔传感器方法
使用霍尔效应，在元件两端通过电流I，并在元件垂直方向上施加磁感应强度B的磁场，即会输出电压。
由下面的公式获得线性关系。
其中，RH为霍尔常数，I为输入电流，B为磁感应强度，d为霍尔元件厚度。
这种方法多用于对电流的测量，虽然也可以实现转换，但是精度有限。
积分电路方法
电压可以看作是电流的积分，利用如图电路有：
为保证精度，选取运放时尽量找输入阻抗大的。
该电路常用于PID调节，积分电路成熟且放大倍数和精度较好。
但要注意这种电路输出电压和输入电流的相位是相反的。
运放直接搭接的方法（跨阻放大器）
充分利用运放“虚短”和“虚断”的概念，将电流转换为电压信号，如图电路
电流通过电阻，在电阻上产生压降，建立起电压和电流的关系为
这种方法避免了运放输入失调电压和输入偏置电流和失调电流影响带来的积分误差。
也避免了电容的漏电流带来的误差。
但未获得稳定的高精度放大，对电阻和运放的精度要求较高。
三极管方法
三极管同样具有放大能力，但应用上多采用运放。
电路如图
下面以实际的例子叙述整个实现过程。
尝试将一个0~5A信号转换为0~5V信号。
最简单的是加一个1欧的电阻，但这样发热功率过大，所以需要采用电流互感器将原先的电流变小。
按照一般互感器指标是输入0~10A信号，变比为200：1，即0~5A的信号变为0~25mA。
下面采用运放直接搭接的方法实现转换。
考虑到相位的问题，对电路作了改进。
利用50欧电阻在正端产生
的电压与负端相等的条件，并利用运放的放大功能，实现最终要求的。
如图。
另外，用集成运放OP27为的是得到更高的运算精度；50欧的电阻是前端互感器带负载要求。