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行业前沿!4mA至20mA数据采集系统解决方案-电路设计

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简介:
本文章提供了一套针对4mA到20mA信号的数据采集系统的详细设计方案,深入浅出地讲解了电路设计的关键技术与实现方法,旨在帮助工程师掌握最新的行业应用技巧。 这款12位300 kSPS单电源完全隔离式数据采集系统采用3.3V供电,并能处理4mA至20mA的输入信号。在室温校准后,其总误差在±10°C温度变化范围内不超过±0.06% FSR,适用于多种工业测量应用。该电路的关键芯片包括AD7091R、AD8606和ADuM5401等。 由于尺寸小巧且具备高精度、高速度及低成本特性,这款组合成为业界领先的4mA至20mA数据采集系统解决方案,在此类系统中这些因素尤为重要。此外,该电路实现了信号与电源的隔离,从而在面对恶劣工业环境时能够有效抵御高电压和接地环路干扰问题。

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客服
客服
  • 沿4mA20mA-
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    本文章提供了一套针对4mA到20mA信号的数据采集系统的详细设计方案,深入浅出地讲解了电路设计的关键技术与实现方法,旨在帮助工程师掌握最新的行业应用技巧。 这款12位300 kSPS单电源完全隔离式数据采集系统采用3.3V供电,并能处理4mA至20mA的输入信号。在室温校准后,其总误差在±10°C温度变化范围内不超过±0.06% FSR,适用于多种工业测量应用。该电路的关键芯片包括AD7091R、AD8606和ADuM5401等。 由于尺寸小巧且具备高精度、高速度及低成本特性,这款组合成为业界领先的4mA至20mA数据采集系统解决方案,在此类系统中这些因素尤为重要。此外,该电路实现了信号与电源的隔离,从而在面对恶劣工业环境时能够有效抵御高电压和接地环路干扰问题。
  • 4mA20mA HART在模拟技术中的应用
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    本方案详细介绍4mA至20mA HART协议在工业自动化系统中模拟信号传输的应用,结合HART通讯技术提升数据采集与控制精度。 电路功能与优势 图1展示了使用AD5700——业界功耗最低、尺寸最小的HART兼容型IC调制解调器以及AD5420 16位电流输出DAC构建的完整HART兼容型4 mA至20 mA解决方案。 为了进一步节省空间,AD5700-1内置了精度为0.5%的内部振荡器。图1显示了AD5420 HART使能电路简化原理图。 该电路符合由HART通信基金会定义的HART物理层规范,例如模拟变化率和静默期间噪声规格。 多年来,在过程控制仪器仪表中一直使用4 mA至20 mA通信方式。此通信方法稳定可靠,并且对长距离传输中的环境干扰具有高抗扰度。不过,其限制在于每次只能进行单一数据的传输。
  • 研祥
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    研祥电能计量数据采集系统解决方案旨在为企业提供高效、精确的数据收集与分析服务。该方案利用先进的技术手段,实现对电力系统的全面监控和管理,帮助客户优化能源使用效率,降低运营成本,并确保电网的安全稳定运行。 电能电表数据采集系统提升了电业自动化的整体水平,并为供、输、配、用电部门对电力资源的合理使用提供了科学依据。由中国某研究院开发的MD系列集中式电能表数据采集系统,基于工业PC设计而成,具备全自动的数据收集能力,能够满足各种电能表数据采集需求。该系统具有时间参数设定、查询功能、集中抄表服务、通信接口管理、自动重启及断电换相等功能,并支持数据保存等特性。
  • 0-5V/0-10V/0-20mA/4-20mA及0-20mA/4-20mA信号隔离输出-
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    本项目专注于多种模拟信号(包括电压和电流类型)的采集与处理,提供详细的0-5V、0-10V、0-20mA以及4-20mA信号的隔离输出电路设计方案。 采用上海客益电子有限公司的APC&PAC芯片可以实现0-5V/0-10V/0-20mA/4-20mA信号向0-20mA/4-20mA转换,内置隔离电源,隔离度达到1500VDC。具体原理是利用GP9303-F1K-N-SW芯片来采集和处理0-5V、0-20mA以及4-20mA的信号;使用GP9301BXI-F1K-N-SW芯片对0-10V信号进行采集。这些信号随后被转换成PWM信号,通过光耦实现隔离,并在后级利用GP8102-F50-NHF-SW芯片将PWM信号还原为所需的电流输出(即0-20mA或4-20mA)。该方案中包含了一个开环反激的隔离变压器设计。
  • 基于AD5410流源DAC的4mA20mA输出简化
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    本项目提出了一种基于AD5410芯片的简便电路设计,实现了从4mA到20mA的电流输出控制,适用于工业现场信号传输。 电路功能与优势 本电路采用单通道、12 位、串行输入的4 mA至20 mA电流源DAC AD5410,提供从4 mA到20 mA的输出范围。除了AD5410产品本身外,所需外部元件仅包括电源引脚和基准输入上的去耦电容以及用于开漏故障输出的上拉电阻。当出现输出端兼容电压丢失或AD5410温度过高的情况时,该电路会通过开漏故障输出发出警告信号。由于高度集成化的特点,此实施方案能够降低成本并节省电路板空间,在工业控制应用中的可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)中表现出色。 图1展示了AD5410的连接方式。
  • ——多
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    本项目为毕业设计作品,旨在开发一套高效的多路数据采集系统。该系统能够同时处理和分析来自多个传感器的数据流,适用于科研与工业自动化领域。 本设计采用单片机控制及RS485通信系统,包括一台主机与八台从机。主机配备图形液晶显示模块,能够展示从机传输的0~2V电压值、采集现场温度数据、实时时钟信息以及电压超限报警等,并可通过键盘输入来调整主机的工作状态。每台从机采用位A/D转换器,负责采集八路0~2V直流电压信号,精度可达0.1%以上;同时也能收集现场的环境温度并响应主机发送的命令,将获取的数据上传至主机。此外,主机具备数据保存功能,并且在断电情况下不会丢失信息。通信过程中采用RS485总线技术,确保有效传输距离超过100米。
  • 具备HART接口的全面4mA20mA现场
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    这款产品是一款高性能的4-20mA环路供电型现场设备,内置HART协议接口,支持双向通信,便于远程监控和配置,适用于工业自动化领域。 连接/参考器件 ADuCM360:低功耗、精密模拟微控制器 AD5421:16位环路供电型4 mA至20 mA DAC(数模转换器) AD5700:低功耗HART调制解调器 评估和设计支持 电路评估板 CN0267电路评估板(DEMO-AD5700D2Z) 设计和集成文件 原理图、布局文件、物料清单及代码示例 电路功能与优势 如图1所示,此款智能工业环路供电现场仪器提供4 mA至20 mA模拟输出,并配备可寻址远程传感器高速通道(HART)接口。HART是一种数字双向通信技术,在4 mA至20 mA的模拟电流信号上叠加一个1mA峰峰值频移键控信号。
  • 18位1.33MSPS 16通道参考-
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    本简介提供一款先进的数据采集解决方案,包含18位ADC和1.33Msps采样率,适用于高精度测量与分析。该设计支持16通道输入,为科研及工业应用提供了灵活的信号处理能力。 16通道数据采集系统概述:该设计介绍的电路是一款经典的多通道异步数据采集信号链,由多路复用器、放大器和ADC组成。这种架构允许使用单个ADC对多个通道进行快速采样,并且具有低成本和出色的通道间匹配性能。然而,由于多路复用器会对下游放大器和ADC产生满量程的电压输出变化,因此通道间的切换速度受限于信号链上后续元件的建立时间。通过精心选择电路中的组件,可以最大限度地减少建立时间并提高通道间的切换速度。 该电路是为高性能工业信号电平多通道数据采集应用而设计,并针对快速通道间切换进行了优化。它可以处理16个单端输入或8个差分输入通道,最高分辨率为18位。每个单独的采样速率可以达到每秒1.33百万次(MSPS),分辨率同样为18位。所有通道之间的转换速率达到250 kHz,并且具有16位性能。 信号处理电路与简单的4位增/减二进制计数器相结合,提供了一种无需使用FPGA、CPLD或高速处理器即可实现通道间切换的简单而高性价比方案。通过设置计数器递增或递减来顺序采样多个通道;也可以加载固定的二进制字进行单个通道的数据采集。 关于该电路的具体细节和PCB设计图,请参见相关附件中的内容。