电流电压转换
几个常用的电压电流转换电路
几个常用的电压电流转换电路I/V转换电路设计1、在实际应用中,对于不存在共模干扰的电流输入信号,可以直接利用一个精密的线绕电阻,实现电流/电压的变换,若精密电阻R1+Rw=500Ω,可实现0-10mA/0-5V的I/V变换,若精密电阻R1+Rw=250Ω,可实现4-20mA/1-5V的I/V变换。
图中R,C组成低通滤波器,抑制高频干扰,Rw用于调整输出的电压范围,电流输入端加一稳压二极管。
电路图如下所示:输出电压为:Vo=Ii∗(R1+Rw)(Rw可以调节输出电压范围)缺点是:输出电压随负载的变化而变化,使得输入电流与输出电压之间没有固定的比例关系。
优点是:电路简单,适用于负载变化不大的场合,2、由运算放大器组成的I/V转换电路原理:先将输入电流经过一个电阻(高精度、热稳定性好)使其产生一个电压,在将电压经过一个电压跟随器(或放大器),将输入、输出隔离开来,使其负载不能影响电流在电阻上产生的电压。
然后经一个电压跟随器(或放大器)输出。
C1滤除高频干扰,应为pf级电容。
电路图如下所示:输出电压为:Vo=Ii∗R4∗(1+(R3+Rw)R1)注释:通过调节Rw可以调节放大倍数。
优点:负载不影响转换关系,但输入电压受提供芯片电压的影响即有输出电压上限值。
要求:电流输入信号Ii是从运算放大器A1的同相输入端输入的,因此要求选用具有较高共模抑制比的运算放大器,例如,OP-07、OP-27等。
R4为高精度、热稳定性较好的电阻。
V/I转换电路设计原理:1、V I 变换电路的基本原理:最简单的VI变换电路就是一只电阻,根据欧姆定律:Io=UiR,如果保证电阻不变,输出电流与输入电压成正比。
但是,我们很快发现这样的电路无法实用,一方面接入负载后,由于不可避免负载电阻的存在,式中的R发生了变化,输出电流也发生了变化;另一方面,需要输入信号提供相应的电流,在某些场合无法满足这种需要。
1 、基于运算放大器的基本VI变换电路为了保证负载电阻不影响电压/电流的变换关系,需要对电路进行调整,如图1是基于运算放大器的基本VI变换电路。
电压源电流源等效变换的条件
电压源和电流源是电路中常见的两种信号源。
等效变换是指将一个电路中的电压源转换为等效的电流源,或将一个电路中的电流源转换为等效的电压源。
下面是电压源和电流源等效变换的条件:
电压源转换为电流源的条件:
在电压源的两个端口之间串联一个合适的电阻。
确保串联电阻的阻值足够大,使得在电压源的两个端口上产生的电压降可以忽略不计。
电压源的内部电阻(如果存在)应足够小,以确保大部分电压都能通过串联电阻传递给负载。
电流源转换为电压源的条件:
在电流源的两个端口之间并联一个合适的电阻。
确保并联电阻的阻值足够大,使得通过并联电阻的电流可以忽略不计。
电流源的内部电阻(如果存在)应足够大,以确保大部分电流都能通过并联电阻传递给负载。
需要注意的是,等效变换只在某些特定条件下成立,而在其他情况下可能不适用。
此外,等效变换只适用于线性电路,对于非线性电路不适用。
通过电压源和电流源的等效变换,可以更方便地分析和计算电路。
这种等效变换常用于电路分析和设计中,以便更好地理解电路行为和性能。
电压源电流源等效变换
电压源电流源等效变换一、引言电压源和电流源是电路中常见的两种基本元件,它们在电路分析和设计中起着重要的作用。
在电路分析中,有时需要将电压源转化为电流源,或者将电流源转化为电压源,以便于更好地理解和分析电路的特性。
这种转化称为电压源电流源等效变换。
二、电压源电流源的基本概念2.1 电压源电压源是一个能够提供稳定电压输出的元件,它的输出电压保持不变,不受电路负载的影响。
电压源的符号为一个短杠和一个长杠,表示正极和负极。
2.2 电流源电流源是一个能够提供稳定电流输出的元件,它的输出电流保持不变,不受电路负载的影响。
电流源的符号为一个圆圈和一个箭头,表示电流的流向。
三、电压源电流源的等效变换3.1 电压源到电流源的转换将电压源转换为电流源的方法是将一个电阻与电压源串联,使得电阻的电流与电压源的电压成正比。
这样,可以通过改变电阻的阻值来改变电流源的输出电流。
3.2 电流源到电压源的转换将电流源转换为电压源的方法是将一个电阻与电流源并联,使得电阻两端的电压与电流源的电流成正比。
这样,可以通过改变电阻的阻值来改变电压源的输出电压。
四、电压源电流源等效变换的应用4.1 电路分析在电路分析中,有时需要将复杂的电路转化为简化的等效电路,以便于更好地理解和分析电路的特性。
电压源电流源等效变换提供了一种将电路中的电压源和电流源进行转化的方法,能够简化电路分析的过程。
4.2 电路设计在电路设计中,有时需要根据特定的要求选择合适的电压源或电流源。
电压源电流源等效变换可以帮助设计师将电路中的电压源和电流源进行转化,从而满足设计要求。
五、总结电压源电流源等效变换是电路分析和设计中常用的方法之一,它可以将电路中的电压源和电流源进行转化,以便于更好地理解和分析电路的特性。
通过电压源电流源等效变换,可以简化电路分析的过程,满足电路设计的要求。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的等效变换方法,并注意电路参数的变化。
电流电压转换器
目录[隐藏]∙ 1 应用∙ 2 原本的概念基础o 2.1 非电气领域:流量产生压力o 2.2 电气域:电压电流的原因o 2.3 无源版本的应用程序▪ 2.3.1 电流到电压转换器作为输出设备▪ 2.3.2 电流到电压转换器作为输入设备▪ 2.3.3 I至V转换为负反馈的V型,电流转换器的一部分o 2.4 非理想无源版本∙ 3 改进:有功电流电压转换器o 3.1 背后的活动版本的基本思路▪ 3.1.1 非电域:卸下相当于“抗干扰”的干扰,▪ 3.1.2 电气域:卸下电压相当于“反电压”o 3.2 运算放大器实现o 3.3 运算放大器电路的操作o 3.4 I-V的转换器与跨阻放大器∙ 4 参见∙ 5 参考资料∙ 6 外部链接应用常用的阻放大器在光通信接收器。
由一个光电探测器所产生的电流产生的电压,但在非线性的方式。
因此放大器具有低输入阻抗,以防止任何大的电压,并产生50欧姆信号(许多人认为,低阻抗)来驱动同轴电缆或电压信号进一步放大。
但要注意,最线性放大是由双极晶体管的电流放大,所以你可能要放大的阻抗转换前。
原本的概念基础非电气领域:流量产生压力在实体方面,有许多情况下压力量诱导通过一个障碍的一种物质流。
然而,也有相应的情况下,数量的流动诱导的障碍压力:机械(如果试图停止与他的身体,“流动的”汽车施加压力,他的障碍的移动车),气动(捏在中间的软管,你会看到一个压在夹点出现)。
在这种安排下,流量,压力,和属性类似的障碍是相互关联的的。
通常情况下,可变输出的压力成正比;这种方式,创建流的数量(转换为输入流,像之一)压力。
诱发的压力,一个障碍,必须在一个流动的数量方式。
[编辑]电气域:电压电流的原因图2。
被动的电流 - 电压的转换器的基础上电流会导致电压的现象。
建立电路。
同样,在电器的领域,如果通过电阻R(图2)流动的电流I,后者阻碍(抵抗)目前,作为一个结果,成比例的V R = RI电阻两端的根据当前出现原因电压制定欧姆定律(V = RI)。
电压电流转换电路
电压电流转换电路电压/电流转换即V/I转换,是将输入的电压信号转换成满足一定关系的电流信号,转换后的电流相当一个输出可调的恒流源,其输出电流应能够保持稳定而不会随负载的变化而变化。
V/I转换原理如图。
由图可见,电路中的主要元件为一运算放大器LM324和三极管BG9013及其他辅助元件构成,V0为偏置电压,Vin为输入电压即待转换电压,R 为负载电阻。
其中运算放大器起比较器作用,将正相端电压输入信号与反相端电压V-进行比较,经运算放大器放大后再经三极管放大,BG9013的射级电流Ie作用在电位器Rw上,由运放性质可知:V-= Ie•Rw= (1+ k)Ib•Rw (k为BG9013的放大倍数) 流经负荷R 的电流Io即BG9013的集电极电流等于k•Ib。
令R1=R2,则有V0+Vm= V+= V-= (1+k)Ib•Rw= (1+1/k)Io•Rw,其中k》1,所以Io≈ (Vo+Vin)/Rw。
由上述分析可见,输出电流Io的大小在偏置电压和反馈电阻Rw为定值时,与输入电压Vin成正比,而与负载电阻R 的大小无关,说明了电路良好的恒流性能。
改变V0的大小,可在Vin=0时改变Io 的输出。
在V0一定时改变Rw的大小,可以改变Vin与Io的比例关系。
由Io≈(V0+Vi)/Rw 关系式也可以看出,当确定了Vin 和Io之间的比例关系后,即可方便地确定偏置电压V0和反馈电阻Rw。
例如将0~5V 电压转换成0~5mA的电流信号,可令V0=0,Rw=1kΩ,其中Vo=0相当于将其直接接地。
若将0~5V电压信号转换成1~5mA电流信号,则可确定V0=1.25V,Rw=1.25kΩ。
同样若将4~20mA 电流信号转换成1~5mA电流信号,只需先将4~20mA转换成电压即可按上述关系确定V0和Rw的参数大小,其他转换可依次类推。
为了使输入输出获得良好的线性对应关系,要特别注意元器件的选择,如输入电阻R1、R2及反馈电阻Rw,要选用低温漂的精密电阻或精密电位器,元件要经过精确测量后再焊接,并经过仔细调试以获得最佳的性能。
电流信号转电压信号方法大全
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
电压转换电流
电流电压转换芯片MAX472一、电流测量方法及其电路实现由于电流不能直接由A/D转换器转换,因此必须先将其转变成电压信号,然后才能转换。
所以,电流/电压转换电流在测试系统中占有很重要的地位。
常用的电流测量方法是在被测电路中串入精密电阻,通过直接采集电阻两端的电压来获取电流。
这种方法的优点是测量简单方便。
但被测电流较大而串入的电阻值又较大时,电阻的压降对电路的带载能力将产生较大的影响;当被测电流很小时,从电阻上直接取得的电压值又可能太小,影响测量准确度。
因而,这种直接测量的方法很难选择一合适的阻值,以适应电流变化范围较大的情况,尤其是较小的电流的准确测量。
MAX472电流/电压转换芯片,克服了常规测量电流的方法存在测量范围小、测量误差大等缺点。
二、MAX472的工作原理MAX472 的工作原理入图所示。
其中虚线内的是该芯片的内部结构,其中A1 和A2 是两个运算放大器,构成差动输入,这样可以增强抗干扰能力,提高小电流信号的测量准确度;Q1和Q2 是两个三极管;COMP 是一比较器;Rsence是电流采样电阻,采用热稳定性好、漂移小的康铜丝制作。
虚线外的部分是用户可以根据自己的需要改变的电路。
其工作原理详述如下:假定电流是从左向右(如图中iload方向所示)流过电流采样电阻Rsence,通过一电阻Rout接地。
这样,运放A1工作,产生电流Iout 从Q1的发射极流出。
而此时运放A2是截止的,没有电流从Q2流出。
A1的负载输入端(-)电位为:Vpower=iload*Rsence,A1的开环增益使其正输入端(+)与负输入端(+)有相同的电位。
故RG1的压降为:iload*Rsence,经过计算,电压/电流转换的比例P由下式给出:P=Vout/iload=Rsence*(Rout/RG1)根据上式Rsence取较小的值。
通过(Rout/RG1)把比例P设置为一个合适的值。
对于小电流,可以获得较大的输出测量电压Vout,避免前述直接测量电流信号太小的缺点;对于较大的电流,又不会对电路的带载能力产生较大的影响。
简述电压源与电流源的等效变换方法
电压源与电流源是电路中常见的两种基本元件,它们分别以恒定的电压和恒定的电流来驱动电路。
在电路分析和设计中,经常需要将电压源转换为等效的电流源,或将电流源转换为等效的电压源,以便更方便地进行电路分析和计算。
下面将分别介绍电压源与电流源的等效变换方法。
一、将电压源转换为等效的电流源1. 理论基础电压源的等效电流源转换是基于欧姆定律进行的。
根据欧姆定律,电流等于电压除以电阻,即I=V/R。
我们可以将电压源转换为等效的电流源,通过在电压源的正负端并联一个等效电阻,使得该电阻上的电流等于电压源的电压除以电阻值。
2. 转换公式电压源转换为等效电流源的公式为:I=V/R,其中I为等效电流源的输出电流,V为电压源的电压,R为等效电流源的电阻。
3. 举例说明假设有一个5V的电压源,需要将其转换为等效的电流源。
如果我们希望等效电流源的输出电流为1A,那么根据公式I=V/R,可得等效电阻R=V/I=5Ω。
我们可以在电压源的正负端并联一个5Ω的电阻,即可将电压源转换为等效的电流源。
二、将电流源转换为等效的电压源1. 理论基础电流源的等效电压源转换同样是基于欧姆定律进行的。
根据欧姆定律,电压等于电流乘以电阻,即V=IR。
我们可以将电流源转换为等效的电压源,通过在电流源的两端串联一个等效电压源,使得该电压等于电流源的电流乘以电阻值。
2. 转换公式电流源转换为等效电压源的公式为:V=IR,其中V为等效电压源的输出电压,I为电流源的电流,R为等效电压源的电阻。
3. 举例说明假设有一个2A的电流源,需要将其转换为等效的电压源。
如果我们希望等效电压源的输出电压为10V,那么根据公式V=IR,可得等效电阻R=V/I=5Ω。
我们可以在电流源的两端串联一个10V的电压源,并在其正负端串联一个5Ω的电阻,即可将电流源转换为等效的电压源。
电压源与电流源的等效变换方法可以在电路分析和设计中起到重要的作用。
通过合理应用这些方法,可以使得电路分析更加简便和直观,为电路设计提供重要的参考依据。
电流与电压单位换算
电流与电压单位换算在电学领域中,电流和电压是两个基本的物理量。
电流单位用安培(A)表示,电压单位用伏特(V)表示。
本文将介绍如何进行电流与电压之间的单位换算。
1. 电流单位换算电流是电子在导体中运动所带的电量,常用的电流单位有安培(A)和毫安(mA)。
换算关系为:1 A = 1000 mA例如,如果要将2 A转换为毫安,可以按照以下步骤进行计算:2 A × 1000 = 2000 mA2. 电压单位换算电压是电能源在电路中传递的力量,常用的电压单位有伏特(V)和千伏(kV)。
换算关系为:1 kV = 1000 V例如,如果要将500 V转换为千伏,可以按照以下步骤进行计算:500 V ÷ 1000 = 0.5 kV3. 电流与电压单位换算的应用电流和电压单位换算在电路设计、电子工程和电力工程等领域中非常重要。
通过进行单位换算,我们可以更好地理解和计算电路中的电流和电压。
例如,如果知道一个电路中的电流为2 mA,而需要将其转换为安培,可以按照以下步骤进行计算:2 mA ÷ 1000 = 0.002 A类似地,如果知道一个电路的电压为1000 V,而需要将其转换为千伏,可以按照以下步骤进行计算:1000 V ÷ 1000 = 1 kV通过以上的单位换算,我们可以更方便地进行电流和电压的计算和应用。
总结电流与电压是电学领域中的重要物理量,单位换算是理解和计算电路中电流和电压的基础。
电流单位有安培和毫安,电压单位有伏特和千伏。
通过进行单位换算,我们可以更好地应用电流和电压的概念。
以上是电流与电压单位换算的简要介绍,希望对您有所帮助。
电流电压转换器
目录[隐藏]∙ 1 应用∙ 2 原本的概念基础o 2.1 非电气领域:流量产生压力o 2.2 电气域:电压电流的原因o 2.3 无源版本的应用程序▪ 2.3.1 电流到电压转换器作为输出设备▪ 2.3.2 电流到电压转换器作为输入设备▪ 2.3.3 I至V转换为负反馈的V型,电流转换器的一部分o 2.4 非理想无源版本∙ 3 改进:有功电流电压转换器o 3.1 背后的活动版本的基本思路▪ 3.1.1 非电域:卸下相当于“抗干扰”的干扰,▪ 3.1.2 电气域:卸下电压相当于“反电压”o 3.2 运算放大器实现o 3.3 运算放大器电路的操作o 3.4 I-V的转换器与跨阻放大器∙ 4 参见∙ 5 参考资料∙ 6 外部链接应用常用的阻放大器在光通信接收器。
由一个光电探测器所产生的电流产生的电压,但在非线性的方式。
因此放大器具有低输入阻抗,以防止任何大的电压,并产生50欧姆信号(许多人认为,低阻抗)来驱动同轴电缆或电压信号进一步放大。
但要注意,最线性放大是由双极晶体管的电流放大,所以你可能要放大的阻抗转换前。
原本的概念基础非电气领域:流量产生压力在实体方面,有许多情况下压力量诱导通过一个障碍的一种物质流。
然而,也有相应的情况下,数量的流动诱导的障碍压力:机械(如果试图停止与他的身体,“流动的”汽车施加压力,他的障碍的移动车),气动(捏在中间的软管,你会看到一个压在夹点出现)。
在这种安排下,流量,压力,和属性类似的障碍是相互关联的的。
通常情况下,可变输出的压力成正比;这种方式,创建流的数量(转换为输入流,像之一)压力。
诱发的压力,一个障碍,必须在一个流动的数量方式。
[编辑]电气域:电压电流的原因图2。
被动的电流 - 电压的转换器的基础上电流会导致电压的现象。
建立电路。
同样,在电器的领域,如果通过电阻R(图2)流动的电流I,后者阻碍(抵抗)目前,作为一个结果,成比例的V R = RI电阻两端的根据当前出现原因电压制定欧姆定律(V = RI)。
电阻电路的电流源与电压源转换
电阻电路的电流源与电压源转换电阻电路是电路中最基础的一种电路,其中电流源和电压源是电路中常见的两种电源形式。
电流源提供恒定的电流,而电压源提供恒定的电压。
在实际应用中,我们可能会遇到将电阻电路中的电流源转换为电压源,或者将电压源转换为电流源的情况。
本文将讨论电阻电路中电流源与电压源的转换方法。
一、将电流源转换为电压源在电流源转换为电压源时,我们需要保持电流源恒定,但是将其转换为一个与电阻相关的恒定电压。
这可以通过串联一个电阻来实现。
如图所示,假设我们有一个电流源I和一个电阻R。
(图)我们可以通过串联一个阻值为R的电阻来将电流源转换为电压源。
根据欧姆定律,电压V等于电流I乘以电阻R,即V = I * R。
因此,通过电流源I和电阻R组成的串联电路可以生成一个与电阻R相关的恒定电压V。
二、将电压源转换为电流源在将电压源转换为电流源时,我们需要保持电压源恒定,但是将其转换为一个与电阻相关的恒定电流。
这可以通过并联一个电阻来实现。
如图所示,假设我们有一个电压源V和一个电阻R。
(图)我们可以通过并联一个阻值为R的电阻来将电压源转换为电流源。
根据欧姆定律,电流I等于电压V除以电阻R,即I = V / R。
因此,通过电压源V和电阻R组成的并联电路可以生成一个与电阻R相关的恒定电流I。
三、应用实例电流源与电压源的转换在实际应用中具有广泛的用途。
例如,在传感器测量中,传感器可能输出一个恒定的电流信号,但我们需要将其转换为与测量值成比例的电压信号以进行读取和处理。
这时,我们可以将电流源转换为电压源,以便与电压输入设备匹配。
另一个例子是在放大电路中。
某些放大器需要电流输入而不是电压输入。
我们可以将电压源转换为电流源,以便将电压信号转换为与之成比例的电流信号,从而实现放大功能。
总结:电阻电路的电流源与电压源转换是电路设计与实际应用中的重要问题。
通过串联电阻可以将电流源转换为电压源,而通过并联电阻可以将电压源转换为电流源。
电流电压和能量焦耳转换公式
电流电压和能量焦耳转换公式
电流电压和能量焦耳的转换公式为:
能量(焦耳)=电流(安培)×电压(伏特)×时间(秒)
或者
功率(瓦特)=电流(安培)×电压(伏特)
其中,电流指电子在电路中流动的速度和方向,单位是安培;电
压是电势差,在电路中引起电流流动的力,单位是伏特;能量是物体
具有的做功能力,单位是焦耳;时间是进行某种活动所需的持续时长,单位是秒。
这些公式是电学中最基础也是最重要的公式,在电路设计、计算
电费、评估设备寿命等方面都有着广泛的应用。
除了这些基础公式之外,还有许多进阶的公式和理论,如欧姆定律、基尔霍夫定律、麦克
斯韦方程组等,这些公式和理论构成了现代电学科学的基石,为我们
日常生活中的许多便利带来了极大的贡献。
电流源和电压源的等效变换
电流源和电压源的等效变换
电流源和电压源的等效变换是电子工程中的一项重要概念。
由电流源或电压源组成的
电路可以通过等效变换来转换,使得必要的电路性能可以实现。
电流源和电压源的等效变换是电路变换中重要的一部分,它是指把一组电路中的电流
源转换为另一组电路中的电压源或反之亦然。
等效变换是电路分析中常用的方法,由于电
流源和电压源都可以用特殊的设备来实现,因此,等效变换可以让特定的电路转换为另一
种形式的电路,以便更好地利用存在的资源实现所需功能。
根据电路中的电流源或电压源的情况,应采用相应的等效变换。
当电路中有电流源时,需要将这些电流源转换为电压源,此时可以运用并联或串联电阻的等效电路来进行等效变换。
并联电阻的等效电路将负载中存在的电流源变换为电压源,而串联电阻的等效电路则
将电压源(比如电池)中存在的电压源变换为电流源。
另外,飘线的等效电路也很常用于转换电流源和电压源。
飘线的等效电路可以用于从
并联电阻的等效电路获得电流源,也可以用于从串联电阻的等效电路获得电压源。
多通道电流电压转换
引言由于物理学的重大突破,电子技术在20世纪取得了惊人的进步,特别是近40年来,微电子技术和其他高技术的飞速发展,致使工业、农业、科技和国防等领域以及人们的社会生活发生了令人瞩目的变革。
随着21世纪的到来,世界将进入信息时代,作为其发展基础之一的电子技术必将以更快的速度前进。
随着电子技术的飞速发展,各种变换器在自动控制,数字仪表,无线电设备及远距离信号传输等方面,都已得到广泛的应用。
常用的信号转换电路有采样/保持(S/H)电路、电压比较电路、V/f(电压/频率)转换器、f/V(频率/电压)转换器、V/I(电压/电流)转换器、I/V(电流/电压)转换器、A/D(模/数)转换器、D/A(数/模)转换器等。
在自动化测控系统设计中,为了提高系统可靠性,加快研制周期,一般采用DDZ-Ⅱ型和DDZ-Ⅲ型电动组合单元(仪表),实现对非电量如温度、压力、流量、液位、位移等信号的测量,以及各类电动执行器,变频调速器等的输出控制。
DDZ-Ⅱ型仪表输出0~10mA标准电流信号。
DDZ-Ⅲ型仪表输出4~20mA标准电流信号。
大部分微机控制系统外部输入的是模拟电压信号,输出的也是模拟电压信号,因此为了和Ⅱ型、Ⅲ型仪表的输入输出信号相匹配,需要用相应的转换电路实现电压与电流之间的转换。
V/I(电压/电流)转换器的作用是将电压转换为电流信号。
例如,在远距离监控系统中,必须把监控电压信号转换成电流信号进行传输,以减少传输导线阻抗对信号的影响。
I/V(电流/电压)转换器进行电流、电压信号间的转换。
例如,对电流进行数字测量时,首先需将电流转换成电压,然后再由数字电压表进行测量。
在用光电池、光电阻作检测元件时,由于它们的输出电阻很高,因此可把他们看作电流源,通常情况下其电流的数值极小,所以是一种微电流的测量。
随着激光、光纤技术在精密测量仪器中的普及应用,微电流放大器越来越占有重要的位置。
在这次设计中,主要是实现工业标准上的电压(0~5V、1~5V)和工业标准上的电流(0~10mA、4~20mA)的互相转换。
几个常用的电压电流转换电路
I/V转换电路设计1、在实际应用中,对于不存在共模干扰的电流输入信号,可以直接利用一个精密的线绕电阻,实现电流/电压的变换,若精密电阻R1+Rw=500Ω,可实现0-10mA/0-5V的I/V变换,若精密电阻R1+Rw=250Ω,可实现4-20mA/1-5V的I/V变换。
图中R,C组成低通滤波器,抑制高频干扰,Rw用于调整输出的电压范围,电流输入端加一稳压二极管。
电路图如下所示:输出电压为:Vo=Ii∗(R1+Rw)(Rw可以调节输出电压范围)缺点是:输出电压随负载的变化而变化,使得输入电流与输出电压之间没有固定的比例关系。
优点是:电路简单,适用于负载变化不大的场合,2、由运算放大器组成的I/V转换电路原理:先将输入电流经过一个电阻(高精度、热稳定性好)使其产生一个电压,在将电压经过一个电压跟随器(或放大器),将输入、输出隔离开来,使其负载不能影响电流在电阻上产生的电压。
然后经一个电压跟随器(或放大器)输出。
C1滤除高频干扰,应为pf级电容。
电路图如下所示:输出电压为:Vo=Ii∗R4∗(1+(R3+Rw)R1)注释:通过调节Rw可以调节放大倍数。
优点:负载不影响转换关系,但输入电压受提供芯片电压的影响即有输出电压上限值。
要求:电流输入信号Ii是从运算放大器A1的同相输入端输入的,因此要求选用具有较高共模抑制比的运算放大器,例如,OP-07、OP-27等。
R4为高精度、热稳定性较好的电阻。
V/I转换电路设计原理:1、V I 变换电路的基本原理:最简单的VI变换电路就是一只电阻,根据欧姆定律:Io=UiR,如果保证电阻不变,输出电流与输入电压成正比。
但是,我们很快发现这样的电路无法实用,一方面接入负载后,由于不可避免负载电阻的存在,式中的R发生了变化,输出电流也发生了变化;另一方面,需要输入信号提供相应的电流,在某些场合无法满足这种需要。
1 、基于运算放大器的基本VI变换电路为了保证负载电阻不影响电压/电流的变换关系,需要对电路进行调整,如图1是基于运算放大器的基本VI变换电路。
电压源和电流源的等效变换
电压源与电流源等效变换的依据是对外部电路等效,即相同的负载接入后性状相同。
一个电压源与一个电流源对同一个负载如果能提供等值的电压,电流和功率,则这两个电源对此负载是等效的,换言之,即如果两个电源的外特性相同,则对任何外电路它们都是等效的。
电压源变换成电流源时,其电流的大小等于电压除于与其串联的电阻。
然后该电阻直接与电流源并联就是了。
电流源变换成电压源时,其电压的大小等于电流源电流乘于与其并联的电阻。
然后该电阻直接与电流源串联就是了。
扩展资料:
电流是电荷的定向移动形成的。
但是电荷本身无法直接看见,不象水流、车流那么直观。
由于导体有电流通过时会产生一定的效应(化学效应、热效应、磁效应),因此,教材通过小灯泡发光来判断电流的存在与否。
电阻发生变化时,在电压一定的条件下,会导致电路中的电流发生变化,引起小灯泡的亮度变化。
通过亮度的比较来比较电阻的大小。
将不可见的电阻转换为直观的亮度来反映。
电压转电流原理
电压转电流原理
电压转换为电流的原理是通过电阻来实现的。
电压是指电路两端的电势差,单位是伏特(V),它表示了电荷在电路中移动的能力。
电流是指单位时间内通过导体横截面的电量,单位是安培(A),它表示了电荷在导体中的流动情况。
根据欧姆定律,电流和电压之间的关系可以用公式I = V/R来表示,其中I为电流,V为电压,R为电阻。
当电压施加在电阻上时,根据欧姆定律,电流会通过电阻,流向电路的其他部分。
电阻的大小决定了电流的大小,越大的电阻会造成电流的减小,反之亦然。
利用这个原理,我们可以通过改变电阻的大小来实现将电压转换为电流。
例如,如果我们将一个固定电压施加在一个可变电阻上,通过调节电阻的大小,可以改变电流的大小。
这在实际应用中非常常见,例如调节灯光的亮暗、音量的大小等。
此外,还有一些特殊的电路元件,如电流放大器、运算放大器等,可以将电压转换为电流。
这些电路元件通过使用不同的电子器件(如晶体管、集成电路等)来控制电流的流动,使得输出电流与输入电压之间存在特定的关系。
总结起来,电压转换为电流的原理是通过电阻来控制电流的流
动,利用欧姆定律建立电流和电压之间的关系。
通过调节电阻的大小或使用特殊的电路元件,可以实现将电压转换为电流的功能。
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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。
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PI D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。