[实用新型]双路直流电压信号转电流信号的转换器

说明书

本实用新型涉及一种双路直流电压信号转电流信号的转换器，用于将0.5‑4.5V电压信号转换为4‑20mA电流信号，包括相连接的输入限幅保护模块、电压跟随器模块、同向加法器模块、压控电流转换模块、调压电阻模块及输出限幅保护模块。本实用新型的信号转换器能够将(0.5‑4.5)VDC信号转换为(4‑20)mA电流信号，便于那些具有(0.5‑4.5)VDC输出信号的矿用传感器的信号采集和远距离传输。

技术领域：

本实用新型属于矿用电气设备技术领域，尤其涉及一种双路直流电压信号转电流信号的转换器。

背景技术：

在矿用电气设备中，有大量的传感器依然采用输出信号范围在(0.5-4.5)VDC的信号输出方式，该信号输出方式具有电路简单、成本低廉、信号带宽高等诸多优点；因此，在矿用压力传感器中仍然广泛使用。

但是，(0.5-4.5)VDC的信号输出方式并不是一种标准的工业仪器仪表信号制，使用一般的矿用本安型控制器或者矿用PLC无法直接采集(0.5-4.5)VDC信号；并且，(0.5-4.5)VDC信号作为一种电压型传输信号，传输线比较容易遭受电磁噪声干扰，同时传输线的分布电阻会产生电压降，导致其无法远距离传输。

为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。4～20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。

基于以上原因，急需一种能够将(0.5-4.5)VDC信号转换为(4-20)mA电流信号的转换器；便于那些具有(0.5-4.5)VDC输出信号的矿用传感器的信号采集和远距离传输。

实用新型内容：

(0.5-4.5)VDC信号一般比较微弱，容易在传输线路上产生衰减，因此用于接收该信号的端口必须具有较高的输入阻抗；另外，(0.5-4.5)VDC与(4-20)mA电流信号的比例值不同，因此需要首先将(0.5-4.5)VDC信号进行平移变换，变换为(1.0-5.0)VDC，使其与(4-20)mA电流信号具有相同的比例。

基于上述问题，本实用新型提供一种双路直流电压信号转电流信号的转换器，实现了双路直流0.5V-4.5V电压信号转4mA-20mA电流信号。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种双路直流电压信号转电流信号的转换器，用于将0.5-4.5V电压信号转换为4-20mA电流信号，包括输入限幅保护模块、电压跟随器模块、同向加法器模块、压控电流转换模块、调压电阻模块及输出限幅保护模块，所述电压跟随器模块与输入限幅保护模块相连，所述同向加法器模块与电压跟随器模块相连，所述压控电流转换模块分别与同向加法器模块、调压电阻模块、输出限幅保护模块相连，所述调压电阻模块分别与电压基准模块、电压跟随器模块、同向加法器模块相连。

在本实用新型一较佳实施例中，所述输入限幅保护模块包括多个高速开关二极管，输入限幅保护模块将输入信号幅值限制在0-0.7V至5+0.7V之间。

同样的，所述输出限幅保护模块包括多个高速开关二极管，输出限幅保护模块将输出信号幅值限制在GND-0.7V至(V+)+0.7V之间。

其中，所述电压跟随器模块采用具有4路轨到轨运放单元的集成芯片LMV324IDR实现，使用其中2个运放单元实现双路电压信号的电压跟随。

另外，所述同向加法器模块采用所述集成芯片LMV324IDR实现，使用其中另外2个运放单元，同相输入端引入0.5V电压基准，使得两路电压信号的同相加法器的输出信号分别变换为U0+0.5V和U1+0.5V。

作为优选，所述压控电流转换模块采用压控电流转换集成电路XTR111，将同向加法器模块的输出电压分别调整为5.1V和3V。