4-20ma转rs485232传感器 校准模块精度

16路模拟信号4-20ma转rs485232串口数字传感器 校准模块精度

数据采集模块的发展趋势

作为利用现代化智能手段采集所需数据实用电子技术，智能数据采集已然被广泛地运用

到信号的检测、信号的处理、仪器和仪表的检测等多领域。随着信息时代的来临，信息技术特别是数字化技术得到了发展，因而智能数据采集系统的设计也得到了不断的改进和完善，如今数据采集技术实现了速度的提高、数据量的增大、数据通道的增多等很多方面的发展，而基于单片机的智能数据采集系统更是凭借其紧凑的结构特点、稳定的工作性能、良好的可扩展性、丰富的功能等优点得到了充分的重视和广泛的应用。

所以应该在充分利用和发挥基于单片机的智能数据采集系统优点的同时，对基于单片机的智能数据采集系统进一步的分析和研究，实现对该系统设计的优化和完善，进一步发挥其在工业生产和数据科研等领域中的重要作用。而在数据采集系统中，处理流程一般包括滤波、采样、存储和处理四个环节。一个模拟信号首先经过预采样滤波器，对信号进行调理，然后采样器在每个采样时刻读出一个数据，再由模数转换器ADC量化为二进制数码，数据最后保存到存储器用于数字信号处理。

智能数据采集系统在国外已经得到广泛的利用，其中该系统在工业行业最早应用，使得外国工业得到快速发展，工业质量和水平得到飞速提高。而伴随着国外单片机的智能数据采集系统的发展和其自身的便捷高效的特点，智能数据采集系统得到越来越多的国内厂商和用户的支持，这个领域的企业也越来越重视这方面的研究与开发。 特点： ● 16路模拟信号采集，隔离转换 RS-485/232输出 ● 采用24位AD转换器，测量精度优于0.05% ● 通过RS-485/232接口可以程控校准模块精度 ● 信号输入 / 输出之间隔离耐压3000VDC ● 宽电源供电范围：8 ~ 32VDC ● 可靠性高，编程方便，易于应用 ● 标准DIN35导轨安装，方便集中布线 ● 用户可编程设置模块地址、波特率等 ● 支持Modbus RTU 通讯协议，自动识别协议 ● AD转换速率可以编程设定 典型应用： ● 模拟信号测量、监测和控制 ● RS-485远程I/O，数据采集 ● 智能楼宇控制、安防工程等应用系统 ● RS-232/485总线工业自动化控制系统 ● 工业现场信号隔离及长线传输 ● 设备运行监测 ● 传感器信号的测量 ● 工业现场数据的获取与记录 ● 医疗、工控产品开发 ● 4-20mA或0-5V信号采集

产品概述：

IBF29产品实现传感器和主机之间的多路信号采集，用来检测最多16路模拟信号。IBF29系列产品可应用在 RS-232/485总线工业自动化控制系统，4-20mA / 0-5V信号测量、监测和控制，0-75mV，0-100mV等小信号的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等等。

产品包括电源隔离，信号隔离、线性化，A/D转换和RS-485串行通信。每个串口最多可接255只 IBF29系列模块，通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议，波特率可由代码设置，能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上，便于计算机编程。

图2 IBF29模块内部框图

IBF29系列产品是基于单片机的智能监测和控制系统，所有的用户设定的校准值，地址，波特率，数据格式，校验和状态，转换速率等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。

IBF29系列产品按工业标准设计、制造，信号输入 / 输出之间隔离，可承受3000VDC隔离电压，抗干扰能力强，可靠性高。工作温度范围- 45℃～+85℃。

功能简介：

IBF29 信号隔离采集模块，可以用来测量16路电压或电流信号。 1、 模拟信号输入

24位采集精度，16路模拟信号输入。产品出厂前所有信号输入范围已全部校准。在使用时，用户也可以很方便的自行编程校准。具体电流或电压输入量程请看产品选型。 2、 通讯协议

通讯接口： 1路标准的RS-485通讯接口或1路标准的RS-232通讯接口，订货选型时注明。

通讯协议：支持两种协议，命令集定义的字符协议和MODBUS RTU通讯协议。模块

自动识别通讯协议，能实现与多种品牌的PLC、RTU或计算机监控系统进行网络通讯。

数据格式：10位。1位起始位，8位数据位，1位停止位。 通讯地址（0～255）和波特率（2400、4800、9600、19200、38400、57600 、115200bps）

均可设定；通讯网络最长距离可达1200米，通过双绞屏蔽电缆连接。

通讯接口高抗干扰设计，±15KV ESD保护，通信响应时间小于100mS。 3、 抗干扰

可根据需要设置校验和。模块内部有瞬态抑制二极管，可以有效抑制各种浪涌脉冲，保护模块，内部的数字滤波，也可以很好的抑制来自电网的工频干扰。

产品选型： IBF29 - U(A)□ - □ 输入电压或电流信号值 通讯接口 U1：0-5V A1：0-1mA 485： 输出为RS-485接口 U2：0-10V A2：0-10mA 232： 输出为RS-232接口 U3：0-75mV A3：0-20mA U4：0-2.5V A4：4-20mA U5：0-±5V A5：0-±1mA U6：0-±10V A6：0-±10mA U7：0-±100mV A7：0-±20mA U8：用户自定义 A8：用户自定义 选型举例1： 型号：IBF29-A4-485 表示16路4-20mA信号输入，输出为RS-485接口 选型举例2： 型号：IBF29-U1-232 表示16路0-5V信号输入，输出为RS-232接口 选型举例3： 型号：IBF29-U2-485 表示16路0-10V信号输入，输出为RS-485接口

IBF29通用参数：

(typical @ +25℃，Vs为24VDC) 输入类型： 电流输入 / 电压输入 精 度： 0.05% 温度漂移： ±30 ppm/℃ (±50 ppm/℃, 最大) 输入电阻： 100Ω (4-20mA/0-20mA/0-±20mA电流输入) 100Ω (0-10mA/0-±10mA电流输入) 1KΩ (0-1mA/0-±1mA电流输入) 大于200K(5V/10V电压输入) 大于1MΩ(2.5V以下电压输入)

AD转换速率： 80 SPS （出厂默认值，用户可发命令修改转换速率。）

可以通过命令设置AD转换速率2.5 SPS，5 SPS，10 SPS，20 SPS，40 SPS，

80 SPS，160 SPS，320 SPS，500 SPS，1000 SPS。（通道转换速率=AD转换速率/开启的通道数量）

注：修改转换速率后请重新校准模块，否则测量的数据会有偏差。也可以

在订货的时候注明转换速率，我们在产品出厂时按您要求的转换速率重新校准。

共模抑制(CMR)： 120 dB（1kΩ Source Imbalance @ 50/60 Hz） 常模抑制(NMR)： 60 dB （1kΩ Source Imbalance @ 50/60 Hz） 输入端保护： 过压保护，过流保护

通 讯： 协议 RS-485 或 RS-232 标准字符协议 和 MODBUS RTU通讯协议 波特率（2400、4800、9600、19200、38400、57600 、115200bps）可软件选择

地址（0～255）可软件选择

通讯响应时间：100 ms 最大

工作电源： +8 ~ 32VDC宽供电范围，内部有防反接和过压保护电路 功率消耗： 小于1W

工作温度： - 45 ~ +80℃ 工作湿度： 10 ~ 90% (无凝露)

存储温度： - 45 ~ +80℃

存储湿度： 10 ~ 95% (无凝露) 隔离耐压： 输入 / 输出 之间： 3KVDC，1分钟，漏电流 1mA 其中RS-232 / RS-485输出和电源共地。 耐冲击电压： 3KVAC， 1.2/50us(峰值)

外形尺寸： 120 mm x 70 mm x 43mm 引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

名 称 A.GND IN11 IN12 IN13 IN14 IN15 A.GND NC NC DATA+ DATA- PW+ GND 描 述 所有通道模拟信号输入公共负端 通道11模拟信号输入正端 通道12模拟信号输入正端 通道13模拟信号输入正端 通道14模拟信号输入正端 通道15模拟信号输入正端 所有通道模拟信号输入公共负端 空脚 空脚 RS-485信号正端 RS-485信号负端 电源正端 电源负端，数字信号输出地 表1 引脚定义

引脚 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 名 称 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 A.GND IN6 IN7 IN8 IN9 IN10 A.GND 描 述 通道0模拟信号输入正端 通道1模拟信号输入正端 通道2模拟信号输入正端 通道3模拟信号输入正端 通道4模拟信号输入正端 通道5模拟信号输入正端 通道6模拟信号输入正端 通道7模拟信号输入正端 通道8模拟信号输入正端 通道9模拟信号输入正端 通道10模拟信号输入正端 引脚定义： 所有通道模拟信号输入公共负所有通道模拟信号输入公共负

图3 IBF29 模块接线图

校准模块：

产品出厂时已经校准，用户无需校准即可直接使用。

使用过程中，你也可以运用产品的校准功能来重新校准模块。在校准时，模块需要输入合适的信号，不同的输入范围需要不同的输入信号。

为了提高校准精度，建议使用以下设备来校准： 1、一个输出稳定，噪声很低的直流电压/电流信号源

2、一个5位半或更高精度的电压/电流测量仪表监测输入信号的准确性 校准过程 1. 按照模块的输入范围在需要校准的通道接上对应的输入信号。 其中IBF29模块零点在输入0时校准，满度在输入满度的100%时校准。例如

4-20mA输入时，校准零点时 输入0mA，校准满度时输入20mA.。0-5V输入时，校准零点时输入0V，校准满度时输入5V。

2. 给IBF29模块需要校准的通道输入零点信号，通常为0mA或0V。 3. 待信号稳定后，向IBF29模块发送偏移校准 $AA1N命令(N代表当前正在校准的通道

代号)。 4. 给IBF29模块输入满度的100%的电流或电压信号。 5. 待信号稳定后，向IBF29模块发送增益校准 $AA0N命令(N代表当前正在校准的通道

代号)。 6. 校准完成

Modbus RTU 通讯协议：

模块的出厂初始设置，如下所示： Modbus地址为01 波特率9600 bps

让模块进入缺省状态的方法：

IBF29模块边上都有一个INIT的开关，在模块的侧面位置。将INIT开关拨到INIT位置，再接通电源，此时模块进入缺省状态。在这个状态时，模块暂时恢复为默认的状态：地址为01，波特率为9600。在不确定某个模块的具体配置时，用户可以查询地址和波特率的寄存器40201-40202，得到模块的实际地址和波特率，也可以跟据需要修改地址和波特率。

注： 正常使用时请将INIT开关拨到NORMAL位置。

支持Modbus RTU通讯协议功能码03（读保持寄存器）和功能码06（写单个寄存器），命令格式按照标准Modbus RTU通讯协议。