主题中讨论的其他器件: XTR116、 LOG114、 XTR111
大家好!
几年前、我曾研究过将电位器(三根导线)直接连接到 XTR115以提供相对于电流位置的线性输入。
我发现一个非常简单的电路、只需要一个额外的电阻器连接到 XTR115的输入、这使其成为线性的-但我找不到它了。
您不能仅将电位计连接到输入端、因为电流与电位计的角度不成线性关系。
是否有人可以通过某种方法或电路来展示其如何连接和测量电位器输入?
谢谢
卡尔
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大家好!
几年前、我曾研究过将电位器(三根导线)直接连接到 XTR115以提供相对于电流位置的线性输入。
我发现一个非常简单的电路、只需要一个额外的电阻器连接到 XTR115的输入、这使其成为线性的-但我找不到它了。
您不能仅将电位计连接到输入端、因为电流与电位计的角度不成线性关系。
是否有人可以通过某种方法或电路来展示其如何连接和测量电位器输入?
谢谢
卡尔
Carl、您好!
是否有任何人可以显示如何连接和测量电位计输入的方法或电路?
电位器输入是什么:您的意思是对电位计应用已知电位并测量电流,然后转换 V-->I 的测量值。
XTR115是一款板载 Vref = 2.5VDC 的2线电流环路发送器。 它正在使用100A/A 的电流增益进行 V/I 转换。
您能否提供有关 V/I 转换的更多详细信息? 我们可以将电位器电阻器转换为电流、但我需要更多详细信息。
随附是 XTR115仿真、V/I 转换为0-5Vdc --> 4-20mA、其中 Vref = 2.5VDC
您是说将一个电位计插入一个输入中吗? 请在随附的仿真中完成 POT 连接。
e2e.ti.com/.../XTR115-E2E-07062023.TSC
请告诉我您的申请。
此致!
雷蒙德
尊敬的 Raymond:
我非常熟悉 XTR115 -因为我们在我们的多个编码器产品中使用它、把 电压(与轴位置成正比)转换为电流(0-160uA +通过 Vref 偏移40uA)、然后由 XTR 放大 x100、以提供4-20mA 的输出。
在回复中、您有一个电压源(Vin = 0-5V)。 我想用一个锅代替它。 因此、电位计(顶部抽头)基本连接到 Vreg 或 Vref、抽头输出本身连接到 Iin (电位计旋转时电流值会有所变化、因为现在输出已加载*)、然后将底部抽头连接到 IRROSE。 这就是概念。
*但我的问题是电流输出现在不是线性的,因为它是负载的(雨刮器电阻将与 XTR115的内部电阻并联)。 电位计的角度需要呈线性、并与4-20mA 输出成正比。
我确实看到某处电路的连接方式与我刚才描述的电路相同或相似、但包含了另一个外部电阻、用于在加载时"线性化电流"、但我找不到它。
注意:我已经使用62.5K 概念来注入40uA (零位置或0)并创建4mA 偏移、我可能仍然使用它。
我希望你明白我想做什么。 在输入端插入一个电位计(将用作编码器的定位元件)、它会在加载时提供相对于电位计位置的线性电流响应。 它是线性电流输入(相对于电位计位置),我正在努力...
我无法轻松打开该.tsc 文件、因此不知道它是什么-但我会看到我是否可以打开它。
感谢你的帮助。
卡尔
尊敬的 Raymond:
我想我在这里找到了一些可以帮助我的有趣的文章。
请在此处查看以下内容:
我现在要问的是、哪种方法更好还是有不同的方法? 无需考虑使用 XTR116 (4.096V)的情况、我只需重新计算 XTR115 (2.048V)的所需值即可。
我可以自由使用任何值。 电位计类型为直线型、旋转型和坚固型。 尚不能确定宽容-但我相信你不能真正实现任何比5%以上的事情。 我计划仅在20%到80%的可用频带(电位的线性部分)下工作。
无论使用何种解决方案、我只需要确保分辨率和精度与我们现有的8位、4-20mA 输出(即62.5uA/ lsb +/- 1 lsb)相同或优于现有设计。 我怀疑这会更好、因为锅的 分辨率是无限的、因为它是由刮片位置运动定义的。
注意:当安装传感器且运动缓慢-低于50 RPM 时、此应用将在机械上被限制在0到90度之间。
期待收到您的回复
Carl、您好!
我需要 电位计的角度为线性且与4-20mA 输出成比例。 [/报价]我认为这是需要线性化的关系、即电位计轴旋转角度与 Iout 应呈线性。
e2e.ti.com/.../7181.XTR115-Potentiometer-to-I-07062023A.TSC
[/quote]电位计类型为直线型、旋转型和坚固型。 尚不能确定宽容-但我相信你不能真正实现任何比5%以上的事情。 我计划仅在20%到80%的可用频带(电位的线性部分)下工作。
[/报价]我猜是使用带有编码器的步进电机来控制电位器的位置。 要实现超精确的位置电流转换、可能需要校准电位器、要校准电位器轴位置与擦拭电阻(需要执行曲线拟合并提取非线性关系)。 该曲线将馈送到电机反馈控制器中、您将获得非常精确的关系、其中编码器电机将跟踪轴位置、并建立位置与 Iout 电流(这将需要更高的成本、 但位置至电流转换将非常精确。 这取决于应用)。
或者、您可以根据整个 R/I 控制环路的 Iout 关系校准电位计的轴位置、该数值甚至比上述方法精确。
如果您希望将锅轴位置与上一篇文章中提到的电流线性化(电子)、您可以获得约0.1%的线性度或可重复性。 我以前没有这样做过、所以我无法告诉您。 您甚至可以使用 LOG114或对数放大器使非线性关系线性化。
如果您有其他问题、敬请告知。
此致!
雷蒙德
尊敬的 Raymond:
感谢您的详细答复。 是的、我需要电位器位置(角度)与4-20mA 输出保持线性-这是我要尝试实现的主要目标。由于该应用不需要精确的输出、我将对0.2%的线性度和可重复性感到满意。 我认为此运算放大器电路可发挥作用、必要时可 根据电流输出校准电位器位置(角度)。
感谢您对步进电机和编码器的说明、 如果需要、我会考虑这一点。
您能向我展示一下您的电路所涉及的数学运算吗? 我想这样做、以便 在 电位器位置处于20%和80%角时、总输入电流为40uA - 200uA。 为简单起见,如果我们使用一个10K 的电位计,可使用90度的摆幅(我知道这不存在-只是为了举例目的),那么我需要的是:
电位计为2K (此时处于20度@ 20%位置)= 4mA
5K 处的电位计(此电阻在 50度@ 50%位置)= 12mA
电位计位于8K (位于 80度@ 80%位置)= 20mA
因此、角度与输出电流成正比并呈线性。
掌握计算方法后、便可使用特定值对电路进行调整、具体值当然基于电位计值。
不过、最后一个问题-使用此运算放大器电路而不是仅仅使用运算放大器有什么优势?
期待收到您的回复。
此致
卡尔
Carl、您好!
一旦我知道数学,我就可以使用特定的值来调整电路,该值当然是基于 POT 值。
电流增益为100A/A、因此总输入电流 I_IN 需要在40uA - 200uA 之间、输出将在4mA - 20mA 之间。
Vref = 2、5Vref = 2、5Vref 的20%为0.5V --> 0.5V/40uA = 12.5kΩ Ω、2.5Vref 的80%为2Vdc --> 2Vdc/ 12.5kΩ= 160uA
因此、如果您固定了4mA_MIN 要求、那么输入电阻器需要为12.k kΩ Ω、80%将为16mA。
如果您固定了20mA_max 要求、则输入电阻器需要为10kΩ Ω、20%将为5mA。 因此、您可能必须根据 XTR115相应地修改您的20-80%设置。 XTR111可能会满足您的要求、因为它有更多的选项来配置 R/I 或 V/I 转换器、但 XTR111是3线电流环路发送器。
我认为上述范围并不重要。 但仍会得到所需的线性关系。
e2e.ti.com/.../XTR115-Potentiometer-to-I-07102023.TSC
最后一个问题-使用此运算放大器电路而不是仅仅没有运算放大器有什么优势?
如果您直接使用电位器、则电位器上的抽头会"加载"下来、这会形成 Bruce Trump 的评论中提到的非线性关系(请参阅您之前发布的主题)。
如果您要考虑非线性、那么从技术角度而言、您不需要在前端级中额外的缓冲器(但仍然需要)。
如果您有其他问题、请告诉我。
此致!
雷蒙德