Из - за сильной антиинтерференционной способности сигнала тока, в настоящее время в промышленности широко используются сигналы тока от 4 до 20 мА для передачи аналоговых величин, поэтому на данном этапе широко используемые преобразователи в основном являются токовыми преобразователями. В зависимости от количества внешних проводов токовых преобразователей, обычно можно разделить токовые преобразователи на токовые трехпроводные и токовые двухпроводные. Трехпроводные преобразователи токового типа обычно подключаются к трем линиям, соответственно, к двум линиям питания и одной линии выхода тока; Двухпроводные преобразователи токового типа обычно подключаются к двум линиям, оба из которых являются линиями питания, ток питания - это ток, который должен быть выведен. У токовых трехпроводных трансформаторов есть очевидные недостатки, их сигналы должны быть отправлены тремя линиями, и для снижения помех сигнала, как правило, в кабелях также требуются экранированные линии, поэтому, когда требуется передача на большие расстояния, их кабели имеют более высокую стоимость и более сложную установку, что в значительной степени ограничивает их применение в промышленности. Напротив, токовые двухпроводные преобразователи могут передавать сигналы только с помощью простой двойной скрутки, а двойная скрутка менее нарушена и не требует дополнительного добавления экранной линии, при передаче на большие расстояния, тип токадвухпроводный преобразовательПо сравнению с токовым трехпроводным преобразователем имеет значительные преимущества с точки зрения затрат, поэтому на данном этапе исследование токового двухпроводного преобразователя имеет большое значение.
　　
В настоящее время в стране и за рубежом уже есть некоторые исследования электрических двухпроводных преобразователей, ориентированных на температуру, влажность и другие физические величины, а электрические типы, ориентированные на интенсивность светадвухпроводный преобразовательИсследований относительно мало. Из - за различий между интенсивностью света и физическими величинами, такими как температура и влажность, во многих случаях схема токового двухпроводного преобразователя для физических величин, таких как температура и влажность, не может быть непосредственно применена к токовому двухпроводному преобразователю интенсивности света. Кроме того, некоторые из разработанных в настоящее время преобразователей интенсивности света, как правило, имеют проблемы с низкой точностью, плохой линейностью, недостаточно стабильной производительностью, не могут выводить стандартные сигналы тока от 4 до 20 мА. С этой целью здесь разработан электрический двухпроводный преобразователь интенсивности света, который имеет характеристики высокой точности, хорошей линейности и низкого энергопотребления, может стабильно и надежно выводить сигналы тока стандарта 4 - 20 мА, тем самым эффективно решая описанные выше проблемы.
　　
　　1 Состав трансформаторной системы
　　
Как показано на рисунке 1, токовая двухпроводная схема преобразователя интенсивности света, ее структура в основном включает в себя цепь преобразования интенсивности света, цепь преобразования диапазона напряжения, цепь преобразования напряжения, цепь генерации стабилизатора напряжения 4 части.
　　
схема преобразования напряжения интенсивности света в основном реализует преобразование чрезвычайно слабого электрического сигнала, генерируемого кремниевыми фотоэлементами, в выходное напряжение 0 - 5 В, которое может быть обработано сзади; схема преобразования диапазона напряжения преобразует сигналы напряжения 0 - 5 В в сигналы напряжения 0,4 - 2 В; Электрическая схема вращения напряжения преобразует напряжение 0,4 - 2 В в электрический сигнал 4 - 20 мА; Схема генерации стабилизатора напряжения фактически использует генерируемый ток от 4 до 20 мА для обеспечения стабильного напряжения питания для передней схемы преобразования интенсивности света и схемы преобразования диапазона напряжения, тем самым уменьшая предел Zui для изменения напряжения питания внешнего источника питанияТрансформаторЭффект производительности.
　　
　2. Конструкция цепи преобразователя
　　
2.1 Мощность света
　　
Как показано на рисунке 2, кремниевые фотоэлементы преобразуют интенсивность света в чрезвычайно слабый ток, который пропорционален интенсивности света. Из вычисленного усилителя UC1 синфазный входной конец и обратный входной конец виртуальный разрыв, ток, генерируемый кремниевым фотоэлементом, в основном протекает через сопротивление обратной связи R1, так что выходное напряжение образуется на выходном конце операционного усилителя UC1, сигнал выходного напряжения изолирован и усиливается после операционного усилителя UC2, поэтому выходное напряжение может быть получено на выходе операционного усилителя UC2, выходное напряжение пропорционально интенсивности света. Регулируя сопротивление R1, R2 и R3, выходное напряжение может быть скорректировано до стандартного 0 - 5В.
　　

　　
Как видно из посылок:
　　
В формуле: I - электрический ток, генерируемый кремниевыми фотоэлементами, V1 - выходное напряжение.
　　
Регулируя сопротивление R1, R2 и R3, можно получить стандартное выходное напряжение от 0 до 5 В.
　　
　2.2 Схема переключения диапазона напряжений
　　
Как показано на рисунке 3, вышеупомянутая схема переменного напряжения интенсивности света получает стандартное выходное напряжение 0 - 5В, которое может быть преобразовано в напряжение от 0 до 1,6В через схему усиления в том же масштабе, состоящую из операционного усилителя UC3 и сопротивления R4, R5, R6 и R7. Через схему разделения напряжения можно получить напряжение на скользящем конце регулируемого потенциометра W1, которое вместе с ранее полученным напряжением от 0 до 1,6 В может получить напряжение от 0,4 до 2 В на выходе операционного усилителя UC4 после того, как схема сложения фаз, состоящая из операционного усилителя UC4 и сопротивлений R9, R10, R11, R12 и R13.
　　
Конкретная формула выводится следующим образом:
　　
Из ложной истины видно:
　　
Выберите правильное сопротивление R5, R6, R7, которое может составлять от 0 до 1,6 В.
　　
Как видно из вычислительной схемы суммирования по фазе, когда R9 'R10' R11 = R12 'R13,
　　
В формуле: значение разделения давления, полученное Vref для скользящего конца регулируемого потенциометра.
　　
Выбирая подходящие сопротивления R8, R9, R10, R11, R12, R13 и регулируемые регулируемые потенциометры, можно получить Vout2 = 0,4 - 2V. 2.3 Электрическая схема преобразования напряжения
　　
Как показано на рисунке 4, тщательный анализ показывает, что выход UD1 вычислительного усилителя образует ответвление отрицательной обратной связи через гомогенный входной конец операционного усилителя обратной связи сопротивления R17, триода Q1, сопротивления R18, сопротивления R19 и сопротивления R15. Из характеристик вакуумных разрывов переноса известно, что, когда сопротивление R14 равно сопротивлению R15, падение давления на обоих концах сопротивления R19 равно выходному напряжению 0,4 - 2В схемы преобразования диапазона напряжения, поэтому, если взять R19 100 Ом, а затем R15 > > R19, то общий ток в конечной цепи zui примерно равен току, протекающему через сопротивление R19, то есть от 4 до 20 мА.
　　
Конкретная формула выводится следующим образом:
　　
Из ложной истины видно:
　　
Выберите R15 намного больше R19 и R19 = 100, тогда I = 4 - 20 мА.
　　
2.4 Схема генерации стабилизатора напряжения
　　
Как показано на рисунке 5, источник тока стабилизирует входной ток цепи генерации стабилизатора напряжения, тем самым обеспечивая стабильность выходного напряжения, то есть напряжение питания, питающее переднюю часть, стабилизируется. Стабилизирующий диод D1 будет генерировать базовое напряжение в 2,5 В на ортофазном входном конце операционного усилителя UD2, которое затем усиливается с помощью схемы усиления, состоящей из операционного усилителя UD2, сопротивления R20 и R21, получая напряжение около 12 В на выходе операционного усилителя UD2.
　　
Конкретная формула выводится следующим образом:
　　
Из - за пустоты,
　　
Поскольку Vdd = 2.5V, выберите подходящее сопротивление R20 и R21, чтобы получить требуемое выходное напряжение VDD.
　　
　3 Эксперименты и результаты
　　
В вышеупомянутой электрической двухпроводной схеме преобразователя интенсивности света UC1, UC2, UC3, UC4 выбирают OPA481, UD1 и UD2 выбирают MC33172. Транспортировка является основным энергопотребляющим элементом схемы, OPA481 и MC33172 являются высокоточными и малоэнергоемкими одиночными источниками питания, выбор их может увеличить точность преобразования с большим пределом Zui, в то же время удовлетворяя требованиям общего энергопотребления схемы менее 4 мА (поскольку схема питается внешним источником питания, выходной небольшой ток Zui составляет 4 мА, нормальная работа схемы предполагает, что общее энергопотребление схемы должно быть меньше 4 мА). Кроме того, источник тока D3 выбирает LM234, стабилизатор давления D1 - LM285 - 2.5, диод D2 - 1N437, триод Q1 - 2N3904. Общее сопротивление выбирает прецизионное сопротивление с точностью 1%. Кремниевые фотоэлементы выбирают Nantong Dahua производства SPS3030, кремниевые фотоэлементы имеют хорошую линейность преобразования и минимальное влияние температуры, выбор может улучшить точность преобразования цепи преобразователя. Поскольку в цепи используется схема генерации стабилизатора напряжения для питания передней цепи передачи, Zui может уменьшить влияние колебаний напряжения внешнего источника питания на цепь трансформатора с большим пределом.
　　
Выполните PCB - пластину в соответствии с вышеуказанной схемой, а затем используйте выбранные выше компоненты, чтобы соединить цепь, и когда интенсивность света изменяется от 0 до 200 klux (единица интенсивности света), измерьте размер тока на выходе передатчика, результаты эксперимента показаны на рисунке 6.
　　
На рисунке 6 поперечная ось показывает интенсивность света в единицах klux; Вертикальная ось представляет выходной ток в мА. Эксперименты показали, что схема хорошо обеспечивает линейное преобразование сигнала интенсивности света от 0 до 200 клюх до сигнала тока от 4 до 20 мА. Его высокая точность преобразования (погрешность около 1%), хорошая линейность (приближенная прямая), может стабильно и надежно преобразовать интенсивность света в выход тока от 4 до 20 мА, Zui в конечном итоге достигла желаемой цели.
　　
　4. Заключительные замечания
　　
В статье подробно описывается конструкция токового двухпроводного преобразователя интенсивности света, эксперименты показывают, что проектный преобразователь имеет высокую точность, хорошую линейность, низкое энергопотребление, стабильную производительность, имеет хорошие перспективы применения в промышленности.