本實(shí)用新型涉及電流電壓轉(zhuǎn)換模塊技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是一種高精確4～20mA轉(zhuǎn)換成±10V的電流電壓轉(zhuǎn)換模塊。

背景技術(shù)：

近年來，由于對電子系統(tǒng)中對轉(zhuǎn)換電路的要求越來越苛刻，可靠性、成本、電路體積的要求越來越多樣化，需要電路可靠性高，制造成本要低，同時要實(shí)現(xiàn)模塊化，小型化。長期工作的可靠性、穩(wěn)定性一定要高，抗干擾能力一定要強(qiáng)。另一方面，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換多將4～20mA電流信號轉(zhuǎn)換成0～+10V的電壓信號，需要額外加極性轉(zhuǎn)換電路才能轉(zhuǎn)換0～-10V的電壓信號，電路多數(shù)采用大量的分離器件組成的模擬電路，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，線性度較差，電路體積較大。傳統(tǒng)的檢測方式越來越不能滿足現(xiàn)代化系統(tǒng)對轉(zhuǎn)換電路的要求。

傳統(tǒng)檢測方法中電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，線性度較差，電路體積較大等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種高精確4～20mA轉(zhuǎn)換成±10V的電流電壓轉(zhuǎn)換模塊。

本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種高精確4～20mA轉(zhuǎn)換成±10V的電流電壓轉(zhuǎn)換模塊，包括：

電流-電壓轉(zhuǎn)換部分，將精密電阻器R1接入電流回路，電流信號流過精密電阻器R1產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號，產(chǎn)生的電壓信號為+2V～+10V；

反相器抗干擾部分，將前級產(chǎn)生+2V～+10V的電壓信號反相1:1轉(zhuǎn)換為-2V～-10V電壓信號，并抑制電流回路中產(chǎn)生的干擾信號；

減法電路部分，通過穩(wěn)壓管ZD1將供電電壓預(yù)穩(wěn)到6.2V，然后經(jīng)過電位器RW1、RW2、RW3精確調(diào)至6.0V作為減法器基準(zhǔn)電壓，電阻R7為限流電阻，減法電路部分與反相器抗干擾部分產(chǎn)生-2V～-10V的電壓信號作“減法運(yùn)算”后產(chǎn)生-4V～+4V電壓信號；

電壓信號差動放大部分，將前級產(chǎn)生的-4V～+4V的電壓信號差動放大2.5倍，輸出-10V～+10V的電壓信號，并二次抑制電路間的干擾信號。

優(yōu)選的，所述電流-電壓轉(zhuǎn)換部分包括精密電阻器R1、電流源，精密電阻器R1連接于電流源的兩端，精密電阻器R1的電阻為500Ω，電流源輸入電流為4~20mA。

優(yōu)選的，所述反相器抗干擾部分包括集成運(yùn)算放大器U1-A、電阻R2～R5和電位器RW1，集成運(yùn)算放大器U1-A的同相輸入端與電阻R3相連接，集成運(yùn)算放大器U1-A的反相輸入端與電阻R2相連接，電阻R3的另一端經(jīng)精密電阻器R1與電阻R2的另一端相連接，集成運(yùn)算放大器U1-A的輸出端與反相輸入端之間連接有電阻R5、電位器RW1串聯(lián)組成的電路。

優(yōu)選的，所述減法電路部分包括穩(wěn)壓管ZD1、電阻R7、R10和電位器RW3，電位器RW3兩個非滑動端之間連接穩(wěn)壓管ZD1，電位器RW3的滑動端與電阻R7相連接。

優(yōu)選的，所述電壓信號差動放大部分包括集成運(yùn)算放大器U1-B、電阻R8、R9、R11和電位器RW2，集成運(yùn)算放大器U1-B的輸出端與反相輸入端之間連接有電阻R8、電位器RW2串聯(lián)組成的電路，集成運(yùn)算放大器U1-B的反相輸入端還與電阻R7相連接，集成運(yùn)算放大器U1-B的輸出端與電阻R11相連接，電阻R11的另一端與電壓輸出端相連接。

本實(shí)用新型的工作原理是：

通過電流-電壓轉(zhuǎn)換部分將輸入的4~20mA電流信號轉(zhuǎn)化為-2V～-10V電壓信號，反相器抗干擾部分，將前級產(chǎn)生+2V～+10V的電壓信號反相1:1轉(zhuǎn)換為-2V～-10V電壓信號，減法電路部分與反相器抗干擾部分產(chǎn)生-2V～-10V的電壓信號作“減法運(yùn)算”后產(chǎn)生-4V～+4V電壓信號，電壓信號差動放大部分將前級產(chǎn)生的-4V～+4V的電壓信號差動放大2.5倍，輸出-10V～+10V的電壓信號。

反相器抗干擾部分和電壓信號差動放大部分可抑制電路間的干擾信號。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1、性能優(yōu)良，有效的提高可靠性。

本本實(shí)用新型針對傳統(tǒng)方法的幾個缺點(diǎn)，進(jìn)行了全新設(shè)計和完善。從而有效的避免電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性低等缺點(diǎn)。有效提高了轉(zhuǎn)換精度及可靠性。

2、電路簡潔，工作穩(wěn)定。

本實(shí)用新型電路形式簡單，所用器件數(shù)量對比傳統(tǒng)的電路大大減少，只需按照原理圖進(jìn)行裝配即可滿足使用要求。同時該電路具有較高的抗擾動能力。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種高精確4～20mA轉(zhuǎn)換成±10V的電流電壓轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1，一種高精確4～20mA轉(zhuǎn)換成±10V的電流電壓轉(zhuǎn)換模塊，包括：

電流-電壓轉(zhuǎn)換部分，將精密電阻器R1接入電流回路，電流信號流過精密電阻器R1產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號，產(chǎn)生的電壓信號為+2V～+10V；

反相器抗干擾部分，將前級產(chǎn)生+2V～+10V的電壓信號反相1:1轉(zhuǎn)換為-2V～-10V電壓信號，并抑制電流回路中產(chǎn)生的干擾信號；

減法電路部分，通過穩(wěn)壓管ZD1將供電電壓預(yù)穩(wěn)到6.2V，然后經(jīng)過電位器RW1、RW2、RW3精確調(diào)至6.0V作為減法器基準(zhǔn)電壓，電阻R7為限流電阻，減法電路部分與反相器抗干擾部分產(chǎn)生-2V～-10V的電壓信號作“減法運(yùn)算”后產(chǎn)生-4V～+4V電壓信號；

電壓信號差動放大部分，將前級產(chǎn)生的-4V～+4V的電壓信號差動放大2.5倍，輸出-10V～+10V的電壓信號，并二次抑制電路間的干擾信號。

所述電流-電壓轉(zhuǎn)換部分包括精密電阻器R1、電流源，精密電阻器R1連接于電流源的兩端，精密電阻器R1的電阻為500Ω，電流源輸入電流為4~20mA。

所述反相器抗干擾部分包括集成運(yùn)算放大器U1-A、電阻R2～R5和電位器RW1，集成運(yùn)算放大器U1-A的同相輸入端與電阻R3相連接，集成運(yùn)算放大器U1-A的反相輸入端與電阻R2相連接，電阻R3的另一端經(jīng)精密電阻器R1與電阻R2的另一端相連接，集成運(yùn)算放大器U1-A的輸出端與反相輸入端之間連接有電阻R5、電位器RW1串聯(lián)組成的電路。

所述減法電路部分包括穩(wěn)壓管ZD1、電阻R7、R10和電位器RW3，電位器RW3兩個非滑動端之間連接穩(wěn)壓管ZD1，電位器RW3的滑動端與電阻R7相連接。

所述電壓信號差動放大部分包括集成運(yùn)算放大器U1-B、電阻R8、R9、R11和電位器RW2，集成運(yùn)算放大器U1-B的輸出端與反相輸入端之間連接有電阻R8、電位器RW2串聯(lián)組成的電路，集成運(yùn)算放大器U1-B的反相輸入端還與電阻R7相連接，集成運(yùn)算放大器U1-B的輸出端與電阻R11相連接，電阻R11的另一端與電壓輸出端相連接。

本實(shí)用新型提供的一種高精確4～20mA轉(zhuǎn)換成±10V的電流電壓轉(zhuǎn)換模塊通過如下的方式工作：

通過電流-電壓轉(zhuǎn)換部分將輸入的4~20mA電流信號轉(zhuǎn)化為-2V～-10V電壓信號，反相器抗干擾部分，將前級產(chǎn)生+2V～+10V的電壓信號反相1:1轉(zhuǎn)換為-2V～-10V電壓信號，減法電路部分與反相器抗干擾部分產(chǎn)生-2V～-10V的電壓信號作“減法運(yùn)算”后產(chǎn)生-4V～+4V電壓信號，電壓信號差動放大部分將前級產(chǎn)生的-4V～+4V的電壓信號差動放大2.5倍，輸出-10V～+10V的電壓信號。

本實(shí)用新型技術(shù)方案在上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。