電流采集方案

       數據采集卡多數為電壓型數據采集設備，如果要采集電流信號，就要把電流信號轉換為電壓信號，然后再將電壓信號輸入到采集卡的模擬輸入通道。因此進行電流數據采集的關鍵就是如何將電流信號轉換為電壓信號。

通過取樣電阻的方案進行電流轉換所依據的原理就是歐姆定律U=I * R。取樣電阻的阻值已知為R，電流信號流過這個電阻，就會產生電壓U。通過數據采集卡采集到電壓U，即可算得電流I = U / R。

4-20mA的電流信號廣泛應用于傳感器/變送器領域，是一種通用的標準信號。對于4-20mA信號的采集通常采用通過取樣電阻的方式。一般使用250歐的電阻作為取樣電阻，由U=I * R計算可以得到4-20mA的信號就轉換成為了1-5V的電壓信號。眾所周知電阻是存在誤差的，采樣電阻的誤差會直接影響到電流采集的準確度。同時在電流流過電阻的過程中會產生熱量，所以在選擇電阻的時候既要考慮到電阻準確，也要考慮到電阻的溫度漂移值。 在一些采樣率要求比較低的應用場景可以直接選用我公司DAM-3000系列分布式IO模塊，該模塊內置有120歐的取樣電阻，這里不做過多說明。 4-20mA的傳感器/變送器雙分為二線制，三線制和四線制。這三種傳感器/變送器與采集卡的連接方式也不盡相同。

電流傳感器將電流信號變換成為5V左右的電壓信號，可以適配大多數的數據采集卡。由于其霍爾器件的工作原理，還可以起到隔離保護的作用。但是電流傳感器是一種有源器件，需要外部的供電，這在使用上不如取樣電阻方便。

還有一些電流傳感器是將比較大的電流（幾個安培）變換成比較小的電流（幾十個毫安），這個時候就需要在使用電流傳感器的同時，再將變換后的小電流用取樣電阻轉換成電壓，再進行采集。

在一些特殊的應用中，電流的頻率很高，一般的電流傳感器的帶寬只有DC-20k左右，無法滿足高頻率響應的應用要求。這個時候可以選擇電流探頭，電流探頭的頻率響應比較高，*高可到幾十M的帶寬，同時電流探頭的使用成本也要高很多。