Usando un ADC del microcontrolador para medir un sensor de 4-20mA

Question

Pregunta de un Ingeniero de SW de nuevo.

Tengo un dispositivo que es autoamplificado y salidas de 4-20mA de corriente dependiendo de la velocidad de flujo en una tubería. Me gustaría que a medida que la tasa de flujo con un microcontrolador.

En la cara de ella es fácil. Mi microcontrolador es 3v3 tan corriente máxima debe producir tensión máxima de 3v3. Por lo que R = 3v3/20mA = 165 Ohm. Si yo paso de la corriente a través de 165R y medir el voltaje a través del resistor es del todo buena.

Mi problema es que no estoy seguro de si realmente puedo hacer eso. La uC va a medir una tensión relativa a la conexión a tierra, así que tengo que conectar la uC Gnd el lado negativo de la 165 ohm Resistor. Es eso seguro?

Yo estaba buscando reflejado actual circuitos, pero todos ellos comparten una Gnd plano entre los dos lados del espejo, por lo que no es mejor que la simple 165R.

Hay una manera "correcta" para aislar este sensor o es un caso de la conexión de la tierra. Mi uC será alimentado por una Red de alimentación de 12v CC del convertidor, así que tal vez suelo va a ser el mismo en ambos lados?

Answer 1

Me he olvidado de dónde he encontrado esto, probablemente como parte de un aislado switchmode fuente de alimentación, pero con un poco de ingenio, puede hacer que una corriente lineal sensor con optoaisladores. Aquí es la idea básica:

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

R1=R2. La corriente a través de R3 será el mismo que el original de la corriente que se mide. La ventaja de este circuito a través de un solo aislador y R1 es cancelar la no-linealidad que optoaisladores son famosos por.

Los optoaisladores deben ser idénticos para que no linearities partido. Si usted no está tratando con altos voltajes, esto se hace mejor con un doble o más del paquete. De lo contrario, dos singles de un mismo lote debe ser utilizado en lugar de permitir que el aislado de los circuitos que quedan separados por la mínima requerida de distancia.

Answer 2

Sí, sólo Conecte el extremo negativo de la resistencia a la tierra analógica del microcontrolador. Esta es una de las ventajas de una señal de corriente. Puesto que la fuente del microcontrolador y el suministro de medidor de flujo están aislados unos de otros, usted puede escoger un punto en cada uno donde se conectan los.

Si bien es correcto su cálculo de Ω 165, utilizaría sólo un poco menos para poder detectar algún rango. 150 Ω podría ser un buen valor.

Answer 3

4-20mA bucles puede ser problemático si usted no sabe exactamente cómo se alimentan. Su mejor apuesta sería la de utilizar un completo aislador, y mientras estás en ello, obtener un aislador que también puede convertir los 4-20mA a 0-3VDC de la señal. Más comunes de los aisladores tienen salidas de 0-10VDC, o de 0-5VDC, pero son ampliamente ajustable.

Dicho esto, si usted SABE que el sensor de resistencia que está pasando entre los dispositivos de salida y la negativa de suministro para el dispositivo, y que no hay salvajemente alto voltaje (AC o DC) entre el común de la emisora y su uC, entonces usted puede contactar directamente con ellos, común a común y la parte alta de la resistencia de sensado a su entrada.

Advertencia en cualquiera de los enfoques... Algunos instrumentos generará un 0mA o hasta 30 ma de la señal en el caso de un instrumento culpa, así que no trate de hacer 20mA representan exactamente su máxima tensión a su uC a menos que la abrazadera de la entrada para protegerla.