В простой схеме на Рисунке 1 для измерения тока, протекающего через петлю 4-20 мА, используется малопотребляющий усилитель MAX4073H. Схема с фиксированным коэффициентом усиления 100 измеряет ток, идущий через резистор 1 Ом, и не требует для работы ни батареи, ни источника питания постоянного тока. Низкий ток потребления усилителя (0.5 мА) позволяет питать микросхему частью тока, забираемой от петли 4-20 мА. Обратите внимание, что ток протекающий через вывод 3 источника питания усилителя (с номинальным значением 0.5 мА, которое, однако, может незначительно отличаться), не является частью тока измерительного контура. Он создает отрицательное смещение при измерении и не является серьезной проблемой. Чтобы сделать этот ток почти постоянным, последовательно с токоизмерительным резистором включены стабилитрон на 3.3 В и светодиод, на которых падает напряжение от 4 до 4.5 В, прикладываемое между выводами 2 и 3 микросхемы усилителя. Усилитель хорошо работает в диапазоне от 3 до 28 В, поэтому напряжение питания от 4 до 4.5 В вполне подходит для этой схемы.
 |
||
| Рисунок 1. | Схема измерения тока получает питание от токовой петли 4-20 мА. | |
Выходное напряжение усилителя линейно изменяется от 350 до 1950 мВ при изменении тока петли от 4 до 20 мА. Для обеспечения точности измерения на полной шкале не хуже 1% прибор не должен потреблять от выходного тока более 5 мкА. Светодиод служит визуальным индикатором изменения интенсивности тока в петле. Его основное назначение состоит в том, чтобы повысить напряжение на токоизмерительном резисторе примерно на 1 В относительно вывода 2 «земли» усилителя. Это повышенное напряжение улучшает устойчивость усилителя к синфазным помехам на токоизмерительном резисторе и предотвращает насыщение усилителя вблизи шин питания.
