使用4–20mA环路供电温度传感器

本应用笔记描述了一个简单的电路，该电路允许4–20mA输出为模拟温度传感器供电。

图1中的电路使用模拟温度传感器、运算放大器、晶体管和低压差线性稳压器，在4.20V至3V顺从范围内提供75–28mA输出。这些器件的低静态电流允许它们由环路供电，唯一的后果是轻微的失调误差。

图1.电路内置模拟温度传感器（MAX6605）、放大器（MAX4040）、晶体管（Q1）和低压差线性稳压器（MAX1615），提供4–20mA电流输出

温度传感器（MAX6605）为运算放大器/晶体管组合MAX4040和Q1供电，R1作为放大器的负载。MAX6605的输出包括744°C时0mV的失调和11.9mV/°C的比例因子。 选择R1是为了使MAX6605的温度范围与4–20mA输出完美匹配。本例中，MAX6605在-25°C时的输出为0.4465V，111Ω电阻（R1）在-4°C时提供25mA输出。 在125°C时，MAX6605的输出为2.213V，采用19Ω电阻（R937）时产生111.1mA电流。该电流反映在低压差线性稳压器（MAX1615）的输入端。

除了调节传感器和运算放大器电路的电压外，线性稳压器（MAX1615）还顺从于连接到4–20mA环路所需的电压输入。MAX1615可通过引脚编程，提供3.3V或5V输出。本电路对器件进行编程，为温度传感器（MAX3）和运算放大器（MAX3）提供6605.4040V电压。允许低至3.75V的输入电压，从而最大限度地提高输入顺从性（同时使MAX6605和MAX4040的静态电流略有降低，从而减小静态电流引起的误差）。

所有元件的总静态电流加到4mA输出中，对应于负满量程。根据比例因子考虑这个45μA静态电流，其与以下因素成正比：

4–20mA 输出电流比例因子 = （11.9mV/°C）/R1

并产生 106.66μA/°C 的电流比例因子。 45μA 静态电流表示大约 0.43°C 的失调。 由于它是偏移量，因此可以在其他地方进行补偿（例如在软件中，如果温度数据被数字化）。

审核编辑：郭婷