[参考译文] XTR115：XTR115测量电位计输入作为传感器类型。

Carl、您好！  

Unknown 说：

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：  

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/130372/problem-with-linearity-xtr116

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/88513/4-20ma-variable-output

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！  

Unknown 说：

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

Unknown 说：

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

[/quote]

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？

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/130372/problem-with-linearity-xtr116

期待收到您的回复。

此致

卡尔

对不起 Raymond、

我的意思是：

电位计为2K (此时处于 18度@ 20%位置)= 4mA

5K 电位上的电位(此电 位在45度@ 50%位置)= 12mA

电位计位于8K (处于 72度@ 80%位置)= 20mA

谢谢

卡尔