4 - 20mA 电流信号采样电路:检测值异常问题探究

出处:网络整理时间:2025-06-23

电子电路领域,4 - 20mA 电流信号采样电路是一种被广泛应用的信号处理方式,它能够将电流信号转化为便于处理和分析的电压信号。然而,在实际的电路应用过程中,可能会出现一些意想不到的问题。


近期,在对一个 4 - 20mA 电流信号进行采样处理时,就遇到了一个较为棘手的情况。该电流信号的调理电路有着特定的设计,输入电流与输出电压之间存在着明确的关系。但在实际操作中发现,当输入电流处于 4 - 7.93mA 这个区间时,尽管运放 2 脚的电压为 0.954V,Vout 却恒定为 0.652V,这直接导致检测到的电流值始终对应 7.93mA,出现了明显的检测偏差。


为了找出问题的根源,进行了一系列的排查工作。首先,在 icircuit 中对调理电路进行了模拟。模拟结果显示,电路的表现与理论设计完全一致,这就初步排除了理论设计方面存在问题的可能性。接着,在实际的硬件电路中进行测试,当输入电流在 4 - 7.93mA 范围内时,运放 3 脚的电压为 IinxR31,运放 2 脚的电压依然保持 0.954V,

而 Vout 还是稳定在 0.652V。考虑到输入偏置电流可能会对电路产生影响,尝试调整 R30 为 750Ω 电阻,但经过测试发现,运放 2 脚的电压和 Vout 均未发生改变,这就排除了输入偏置电流的影响。


之后,将调理电路中的 R24 和 R27 断开,把电路转变为电压跟随电路。此时,输入电流与输出电压的关系符合调理电路的理论设计,即 Vout 等于 Iin 乘以 R31。然而,在原本的调理电路(图 1 所示)中,当输入电流在 4 - 7.93mA 时,Vout 始终为 0.652V,检测值始终对应 7.93mA 的问题依旧存在。目前,相关人员仍在深入分析和探寻该问题的根源,希望能够尽快解决这一电路故障,确保 4 - 20mA 电流信号采样电路能够正常、准确地工作。

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