Sensores industriais possuem saídas em formato corrente para a faixa 4-20 mA. Como fazer para ligar tais sensores num circuito que opere com uma faixa de 0 a 5 V como, por exemplo, os encontrados nos microcontroladores e microprocessadores? Neste artigo, baseado numa nota de aplicação da Maxim, mostramos como fazer isso usando apenas dois circuitos integrados.
Os sensores industriais ligados a CLPs e outros sistemas de processamento de sinais normalmente operam no modo corrente com uma faixa de saídas de 4 a 20 mA para a faixa de grandezas medida.
O uso de uma interface de corrente tem diversas vantagens sobre o uso de uma interface de tensão como, por exemplo, a não existência de erros introduzidos pela atenuação do sinal num cabo e a menor sensibilidade a ruídos externos.
No entanto, pode existir uma aplicação em que se exija uma modificação do modo de operação do sensor que o leve a fornece uma faixa de tensões de 0 a 5 V de saída para um ADC, um microprocessador ou microcontrolador, conforme mostra a figura 1.
Isso pode ser feito com apenas dois circuitos integrados conforme sugestão da Maxim. Na figura 2 temos o circuito sugerido.
O circuito em questão monitora o loop de corrente através de um amplificador sensor (CI-1) e depois emprega um dispositivo que é um amplificador/comparador com referência que é CI-2 para gerar um sinal referenciado à terra na faixa de 0 com 4 mA a 5 V com 20 mA na entrada.
Para os valores de resistores R2 e R6 mostrados no circuito, o CI-1 fornece em sua saída (pino 8) uma tensão de 1,25 V com 4 mA e 6,25 V com 20 mA.
Por outro lado, o amplificador operacional CI-2 está configurado como um seguidor de tensão gerando uma tensão de saída de 0,05 V a 5,045 V na faixa indicada. O comparador de IC2 pode ser usada para monitorar determinados níveis de tensão que sejam programados, acionando algum tipo de aviso externo.
Foram usados resistores de 1% na montagem original e a análise Monte Carlo mostra que no pior caso o erro de saída é de 5%, devido principalmente aos descasamentos de resistores. No entanto, com compensação dos erros dominantes consegue-se uma precisão melhor do 1%.
