电流变送器电路的分析与计算

本内容详细介绍了一种电流变送器电路，其整体电路如下图所示。

连接 D1 与 RL电阻之间的导线很长，为了可靠的将 0～1V 的模拟输入信号传输至对侧电路，需要将电压信号转换为电流信号，以提高信号的抗干扰能力。

1、忽略 U1B 的影响

U1A 组成电压跟随器，其输入阻抗非常高，几乎不会分流有用的输入信号。根据电压跟随器的特性可知：Vin = VA，VB = VA。VE = VF+0.7V，U2A 的电源电压为12V，它是有能力输出的，Q1 处于放大状态。R4 连接至 U2A 反向端，故明显有负反馈。根据运放的“虚短”特性，VD = VB，VF = 2VB = 2Vin。

2、接入 U1B 分析

此时就有 VA 与 VC 两个输入信号给到 U2A，根据《电路原理分析》中的叠加定理。一个含多个独立源的双边线性电路的任何支路的响应，等于每个独立源单独作用时的响应的代数和。

短路 VC 至地，VB = 1/2VA = 1/2Vin。U1B 组成电压跟随器，Vo = VC。短路 VA 至地，VB = 1/2VC = 1/2Vo。

3、VA 与 VC 同时作用

VB = VD = 1/2Vin+1/2Vo = (Vin+Vo)/2。因此 VF = 2*(Vin+Vo)/2 = Vin+Vo，R6电阻两端的电压 = (Vin+Vo)-Vo = Vin。

由于 VF 电压较高，它是足以导通二极管D1 的。

4、Multisim仿真验证

仿真原文件下载：https://download.csdn.net/download/liht_1634/91528602。

可见 R6 两端的电压就反映了输入的电压Vin，也就是说固定的 Vin 就可以得到固定的 R6 电流，IR6*10 = Vin，流过 RL 的电流 = Vin/10。

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