求助4-20MA采集

zac***

你好，我的问题如下：

我采用的电路是




adc = ADC_convert(0);        //Bandgap
v = (4096 * 1.19f) / adc;        //计算对应的VCC电压, 12位ADC, 2位小数(定点整数计算，扩大100倍)
printf("ADC15=%u,  AVREF=%.3fV\n", adc, v);//接收←ADC15=1950,  AVREF=2.500V

用通道15读出的AVREF的电压是3.011V
那么说明电路是对的，

使用的芯片是STC32G12K128-35I-LQFP32
再模量口施加的4-20MA电流反馈大致如下



我新学的，请问如何转换为4-20MA对应4000-20000的值呢？

国芯人***

您好，感谢您的提问。关于4-20mA信号采集的问题，以下为专业解答：

4-20mA信号是一种广泛应用于工业自动化领域的模拟电流信号，常用于传感器、变送器与PLC、DCS等控制系统之间的数据传输。其优势在于抗干扰能力强、传输距离远、适合长线传输等特点。

针对您提到的电路设计问题，请提供具体电路图或关键元件信息（如使用的ADC芯片型号、电源电压、负载电阻、信号调理电路等），以便更准确地分析可能存在的问题。

以下是一些常见的4-20mA采集电路设计要点及注意事项，供参考：

1. 输入阻抗匹配  
   4-20mA信号通常需要通过一个精密电阻将电流转换为电压信号，常用的阻值为250Ω或500Ω，以确保在满量程时输出电压在合理范围内（例如250Ω时，20mA对应5V）。需注意选择高精度、低温度漂移的电阻，以保证测量精度。

2. 信号调理电路  
   在将电流转换为电压后，可能需要进行滤波、放大或隔离处理。可使用运算放大器（如OP07、AD8605等）构建差分放大电路，以提高信噪比并增强抗干扰能力。

3. ADC采集模块  
   选用合适的ADC芯片是关键。常见的ADC包括ADS1115（16位）、ADS1118（16位）、MCP3421（18位）等，应根据系统要求选择分辨率、采样率和接口方式（I²C、SPI等）。

4. 电源与接地设计  
   4-20mA信号源通常采用两线制或三线制供电方式，需注意电源电压是否满足采集电路的需求，并确保良好的接地以减少共模干扰。

5. 隔离与保护  
   在工业环境中，建议加入光电隔离或隔离放大器（如ISO124、ADM2481等），以防止信号源与采集系统的电气干扰或损坏。

6. 软件校准与补偿  
   采集完成后，建议在软件中进行零点和满度校准，并考虑温度补偿等措施，以提高整体测量精度。

如果您能提供更多电路细节或遇到的具体问题（如信号不稳定、精度不足、无法读取数据等），我将进一步为您分析原因并提供优化建议。

如需进一步技术支持，欢迎联系国芯人工智能技术团队，我们将竭诚为您服务。

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]

梁***

你的电路有问题。
1、TL431的R、K脚要接消振电容，否则可能会振荡。
2、20mA的ADC值出现非线性，说明15~20mA出现饱和了。所以下面只使用到15mA的数据。

校准，输入4mA对应ADC=530，输入15mA对应ADC=1920，则校准系数:
k = (15-4)/(1920-530) = 0.007913669
则 I = (adc-530)*0.007913669 +4
验算：
ADC = 1288, 则 I = (1288-530)*0.007913669 +4 = 9.999mA
ADC = 654， 则 I =  (654-530)*0.007913669 +4 = 4.981mA

我推荐的方法：不用运放，减少零件，减少误差。
采样电阻使用123R，经过1K+0.1uF滤波后给ADC，基准使用2.5V。
20mA时ADC读数 = 4096*20*0.123/2.5 = 4030.464, 则校准系数
K=20/4030.464=0.0049622
电流 I = adc *0.0049622
比如读到ADC值为1000，则 I=1000*0.0049622 = 4.9622 mA。

网***

比较混乱啊,建议再整理下电路和程序.
ADC通道15是片内1.19V电压基准对应的ADC值,你的单片机ADC的参考电压脚接的VCC还是部3V电压基准?
ADC参考电压脚电压不变的话,通道15的ADC值不会变化.
打印的变量名AVREF实际为输入信号的电压值吧?太容易混淆,

梁***

网*** 发表于 2025-9-5 18:26
比较混乱啊,建议再整理下电路和程序.
ADC通道15是片内1.19V电压基准对应的ADC值,你的单片机ADC的参考电压脚 ...

他只是改变了打印的变量，没有改变字符串提示。

zac***

梁*** 发表于 2025-9-5 17:22
你的电路有问题。
1、TL431的R、K脚要接消振电容，否则可能会振荡。
2、20mA的ADC值出现非线性，说明15~20m ...

这个电路是抄人家的电路，现在已老实。
更改电路如下


MCU如下


CAN已经调通



再发一次板，回来继续折腾


还请大神多指点

梁***

zac*** 发表于 2025-9-8 11:17
这个电路是抄人家的电路，现在已老实。
更改电路如下

最上面的电阻R1、R2位置反了，要对调一下，125R是采样，1K是滤波/限流保护。

zac***

梁*** 发表于 2025-9-8 11:38
最上面的电阻R1、R2位置反了，要对调一下，125R是采样，1K是滤波/限流保护。 ...

感谢指点，

zac***

梁*** 发表于 2025-9-8 11:38
最上面的电阻R1、R2位置反了，要对调一下，125R是采样，1K是滤波/限流保护。 ...

你好梁工，

关于这个采集，目前使用的电路，是一个采样电阻，采集4-20MA的信号，同时还有一个需求，就是采集0-190欧姆电阻的燃油液位信号，以上用的电路能用吗？
内部计算是怎么计算的？
谢谢指点

梁***

zac*** 发表于 2025-9-13 11:08
你好梁工，

关于这个采集，目前使用的电路，是一个采样电阻，采集4-20MA的信号，同时还有一个需求，就是 ...

只要是电流信号，采样电阻的压降不影响设备运行，就可以使用上述方案处理。