您可以使用長達4000英尺的4至20毫安電流回路和電池供電的白光LED驅動器遠程測量溫度。您通常將此設備配置為通過電池源為LED提供可編程的恒定電流。例如,TPS62300系列IC將2.7到6.5V的電池電壓轉換為恒定電流,您可以使用外部電阻和電壓對其進行編程I SET pin。通常驅動LED的電流代替為環路供電(圖1)。
在樣品電路中,占用50 mm 2 ,LED驅動器驅動4至20mA電流環路,其響應溫度為 - 4°C時為10°C,20°C時為50°C。驅動器向I SET 引腳施加0.6V電壓,并監控引腳的電流。該電流乘以260并鏡像到LED驅動器輸出:
因為電阻器R ISET ,它與I SET 引腳相連,在示例中是固定的,輸出電流與電壓成正比,V ISET ,其中運算放大器的輸出IC 3 確定。對R ISET 使用6.49-kΩ電阻意味著V ISET 需要為0.1V才能提供20 mA的環路電流,0.5V需要提供4 mA。
TMP36溫度傳感器IC 1 ,在25°C時提供750 mV輸出,并將輸出電壓改變10 mV/°C。 TMP36的輸出在-10°C時為0.4V,在50°C時為1V。由于這些電壓與V ISET 的電壓要求不直接匹配,因此使用REF2912參考電壓IC 2 和OPA374運算放大器來縮放TMP36的輸出到LED驅動器所需的電壓,IC 4 。一般而言,電路電流環路中的電流為:
替換圖中所示的元件值會產生:
LED驅動器的輸出可驅動高達180Ω電阻的環路,電池電壓低至2.7V。因此,LED驅動器可以在接收器上驅動超過1500英尺的24 AWG或4000英尺的20 AWG雙絞線,并帶有100Ω負載電阻。使用更高的電池電壓可以實現更長的距離。由于該電路為電流回路供電,因此這些電路的電池壽命取決于測量的溫度。對于所示電路,13.3 mA的回路電流對應于25°C的測量溫度。因此,串聯使用兩節AA堿性電池應能在室溫下進行120小時以上的遠程溫度監測。電路的精度約為滿量程的2.5%,無需任何校準。為了獲得更高的精度,請縮小測量溫度范圍或校準輸出。
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