吴迪等

摘 要： 巨磁电阻（GMR）传感器具有灵敏度高、线性度好、磁滞小等优异的性能，在工业控制等方面应用广泛。在涉及信号长距离传输的应用中，电压信号容易受线阻影响而衰减，因此通常采用电流环路传递信号。基于GMR传感器，设计了一套4～20 mA两线制电流环系统，其中包括调理电路、V/I转换电路、I/V转换电路三个部分。此系统具有结构简单，增益可调，灵敏度高和抗干扰能力强等特点，能够在400 kHz 的频率下正常工作，满足恶劣环境下应用的指标要求。

关键词： GMR传感器； 运算放大器； 电流环； 工业控制

中图分类号： TN722?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）08?0159?04

0 引 言

由于巨磁电阻（GMR）传感器灵敏度很高、体积很小、非线性度也很低，所以很适合用于检测工业中的一些磁场变化，而这些磁场变化量要转换成模拟量电压信号传输到数百米之外的控制室或显示设备上。电压信号在远距离传输中很容易受到外界干扰和传输线分布电阻的影响，从而使得电压信号产生失真。而电流信号基本不受这些因素的影响，因此通常将电压信号转换成电流信号进行传输。根据业界标准，一般采用4～20 mA的电流量来传输信号[1?3]。本文基于GMR传感器，设计了一个4～20 mA两线制收发系统，包括检测端电流变送芯片和接收控制端的I/V转换芯片，将GMR传感器检测到的磁场信号转换成4～20 mA电流信号，通过数百米的传输，再将4～20mA电流信号转换为上位机系统容易处理的电压信号。

1 电路设计与分析

本文设计的基于GMR传感器的4～20 mA两线电流环路系统包括检测端电流变送芯片和接收端电流电压转换芯片。……