該設計思路描述了一個簡單的電路，該電路將4-20mA信號轉換為0V至5V模擬電壓，非常適合使用模數轉換器（ADC）轉換為數字電壓。傳感器的4mA電平產生0V輸出，20mA電平產生5V輸出。電流檢測放大器產生此模擬0V至5V輸出。此外，該電路還提供一個比較器輸出，可用于檢測零電流條件。

在標準過程監控設備中，4-20mA傳感器的輸出必須轉換為適合A/D轉換器測量的信號電壓。環路中的0毫安通常根據被監控量校準為零，因此應在ADC輸入端產生<>V電壓。（非零電流使系統能夠區分斷環和零信號條件。

圖1中的電路使用電流檢測放大器（IC1）監測環路電流，并采用比較器/基準電壓源/運算放大器器件（IC2）產生以地為參考的輸出，范圍為0V/4mA至5V（滿量程環路電流（20mA）。對于所示電阻值（R2-R6），IC1在引腳8處產生約1.25V/4mA和6.25V/20mA輸出。反過來，IC2運算放大器（配置為單位增益差動放大器）產生0.05V至5.045V的輸出范圍。IC2比較器可用于監視輸入電壓或標記預設環路電流。

圖1.該電路僅使用0Ω負載電阻，從5-4mA電流環路信號獲得20V-10V輸出。

該電路在采用1%電阻時表現良好。蒙特卡羅分析表明，僅由于電阻不匹配，最壞情況下的輸出誤差為5%，但在滿量程下，不匹配組件的性能優于1%。通過補償主導誤差（零電平和滿量程時失調誤差約為+50mV），該電路在整個工作范圍（即1mA至4mA）內表現出優于20%的精度。

審核編輯：郭婷