ISO Series Micro 2-wire I/V signal Converter IC 两线无源 I / V 转换隔离变送器 IC 两线制无源型 4-20mA 转电压信号隔离转换器：ISO 4-20mA-O 系列 产品特点 典型应用 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 独有高效信号回路窃电技术，无须外接工作电源 两线制 4-20mA 标准模拟量输入，隔离放大转换成： 0-2.5V/0-3.3V/0-5V/1-5V 等模拟电压信号 极低的输入阻抗，满足输入 20mA 信号时电压降 ≤10V 精度等级：0.1、0.2、0.5 级 全量程内极高线性度，非线性度误差 <0.2% 信号输入与输出之间：3000VDC 两隔离 工业级温度范围: -40 ~ +85 ℃ 小体积标准 SIP 12Pin 符合 UL94V-0 阻燃封装 传感器 4-20mA 信号的采集、隔离、转换 工业现场信号隔离及长线传输 模拟信号地线干扰抑制及数据采集隔离 仪器仪表与传感器信号收发 PLC、DCS 现场模拟信号隔离采集 变频器信号远程抗干扰无失真传输 电力监控、医疗设备隔离安全栅 4-20mA 信号一进一出、二进二出、三进三出 隔离变送功能的实现 概述 SunYuan ISO 4-20mA-O 是顺源新开发的业界最小体积（12 脚单列直插 IC 封装 SIP12 Pin）低成本无源型两 线制 4-20mA 转电压信号隔离转换器 IC，它可以将输入有源 4-20mA 的电流信号隔离转换成电压信号输出。该 IC 采用两线制输入回路供电方式，独有高效信号回路窃电发明专利技术，无须外接工作电源则大大简化了用户的设计 工艺，降低现场布线成本。该模块内部包含有电流信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路、电源逆变电路、减 法电路，缓冲处理输出电路等。很小的输入等效电阻，使该 IC 能够从传感器信号输出回路中采集电流信号，并能 达到输入 20mA 信号时电压降 ≤10V。以满足用户无需外接辅助电源而实现信号远距离、无失真传输变换的需要。 ISO 4-20mA-O 常被用于 4-20mA 电流转电压信号的隔离，省去了外接电源使接线更为简捷，且功耗低、自身 热量低（基本无温升）、可靠性高。产品最大特点是不需要外接辅助电源，内部包含减法电路及放大器缓冲输出电 路，这些电路带来了简捷可靠优点的同时也带来了使用上局限性。产品对于传感器、PLC 输出的 4-20mA 信号进行 隔离变送，从另一个定义上讲是电功率的传送，所以内部肯定有功率损耗。这个损耗表现在输入电流值和自身输入 压降乘积上。在这种情况下要求 4-20mA 信号源必须具有驱动 500Ω 负载的能力，才能使两线制无源型 4-20mA 转 电压信号隔离转换器 ISO 4-20mA-O 正常工作。目前，从工业现场实际应用经验来看，大部分现场仪器仪表和传感 器、PLC\DCS 等可以满足 4-20mA 信号输出有驱动 500Ω 负载的能力。 在工业现场实际应用中，有些虽然仅仅使用一只 I/V 转换取样电阻，就可以把输入电流信号转换成为电压信号。 这种电路虽然简单，但是却不实用。首先，其实际意义是零点信号的时候，会有一个零点电流流过取样电阻，如果 按照 4~20mA 输入电流转换到最大 5V 电压来分析，零点的时候恰好就是 1V，这个 1V 在单片机资源足够的时候， 可以由单片机软件去减掉它。可是这样一来，其有用电压就会剩下 5-1=4VDC，而不是 5VDC 了。由于单片机的 A/D 最大输入电压就是单片机的供电电压，这个电压通常就是 5VDC。因此处理这种简单的输入转换电路时比较麻 烦，为了达到 A/D 转换的位数，就会导致芯片成本增加。解决上面问题的简单方法是在单片机输入之前配置一个 由运算放大器组成的减法及缓冲处理电路，增加这级电路可以起到对零点的处理变得更加方便，无需耗用单片机的 内部资源，尤其单片机是采用 A/D 接口来接受这种零点信号而实际不为零电压值的输入时，可以保证 A/D 转换位 数的资源能够全部应用于有用信号上。 顺源科技按客户需求研制的：ISO 4-20mA-O ，正是为解决工业现场上述问题而设计。IC 不但能实现各路信 号与电源之间防窜扰的隔离，而且用户无需考虑模块供电及发热问题，并满足 A/D 接口采集处理信号的精度要求。 可降低单片机选用成本和内部资源的损耗，方便用户的开发设计使用。产品有 PCB 板上安装的 IC 封装、DIN35 标 准导轨安装和 PIM 面板嵌入式安装方式。DIN 导轨式安装方式可实现信号一进一出、二进二出，三进三出等多路 隔离传输 I/V 转换功能。PIM 面板嵌入式智能化变送表可实现 4-20mA 信号隔离转换、显示报警控制及远距离无失 真传输等多种功能。广泛应用在冶金采矿、石油化工、电力设备、医疗仪器、工业自动化、新能源设施及军工科研 等领域，用户可根据现场需要选择合适产品。 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 1 of 10 ISO Series Micro 2-wire I/V signal Converter IC 产品最大额定值 （长期在最大额定值环境下工作影响产品使用寿命，超过最大值会出现不可修复的损坏。） Continuous Isolation Voltage （输入与输出端最高持续隔离电压） 3KVDC/rms Junction Temperature （工作环境温度最大范围） Lead Temperature - 45℃ ~ + 85℃ +300℃ （引脚最高焊接温度及持续时间<10S） Output Voltage Load Min（输出电压信号的最小负载） 5KΩ 通用参数 精度、线性度误差等级 ---------- 0.2，0.5 级 回 差 ---------- < 0.5% 辅助电源---------- 无 隔 离 ---------- 信号输入/输出，两隔离 工作温度---------- -40 ~ +85℃ 绝缘电阻 工作湿度---------- 10 ~ 90% (无凝露) 耐 存储温度---------- -45~ +85℃ 耐冲击电压---------- 3KV， 1.2/50us(峰值) 存储湿度---------- 10 ~ 95% (无凝露) ---------- ≥20MΩ 压 --------- 3KV(60HZ / S)，漏电流 1mA 技术参数 参 隔离电压 绝缘阻抗 漏电流 数 AC，50Hz 条 件 10S 最小值 ±50 ±0.2 输出信号电压范围 ±100 ±0.5 PPm/℃ %FSK 5 10 9 24 Iin=20mA，Out=5V 450 500 RL:5KΩ 0 5 VDC 0 0.5 5 1.2 V mA 输入信号电压范围 输入阻抗 单位 VDC Ω‖Pf uA 10¹²‖1 0.5 240Vrms，50Hz Vout=5VDC 最大值 3000 温漂 非线性度 负载能力 典型值 输出线性范围 输出电流 Io KΩ 36 VDC Ω 输出信号纹波 不滤波 10 20 mVRMS 频率响应（小信号带宽） Vo=5V 100 200 Hz 10 20 mS 25 70 ℃ 105 ℃ 响应时间 工作环境温度 -25 存储温度 -55 选型定义 产品选型举例 例 1：输入信号：4-20 mA ；输出信号：0-5V；PCB 板上焊接安装方式。 产品型号： ISO 4-20mA-O4 例 2：输入信号：4-20 mA ；输出信号：1-5V； DIN3 小型导轨安装方式。 产品型号： DIN3 ISO 4-20mA-O6 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 2 of 10 ISO Series Micro 2-wire I/V signal Converter IC 例 3：输入信号：4-20 mA ；输出信号：0-2.5V；面板嵌入式安装智能变送表。 产品型号： PIM-ISO 4-20mA-O2.5-LED7 例 4：输入信号：4-20 mA ；输出信号：0-3.3V；DIN35 导轨安装方式。 产品型号： DIN 1X1 ISO 4-20mA-O3.3 引脚定义及功能描述 引脚功能描述（单排直插：SIP12 Pin） 信号 输入 正端 信号 输入 负端 空 信号 输出 地 信号 输出 地 信号 输出 正端 空 脚 信号 输出 地 Iin+ Iin- NC GND GND GND Vout+ NC 1 2 3~7 8 9 10 11 12 脚 IC 封装产品外形尺寸及典型应用图 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 3 of 10 ISO Series Micro 2-wire I/V signal Converter IC DIN3 ISO 4-20mA-O 系列单路低成本、小体积标准 DIN35 导轨安装产品引脚功能描述 DIN3 ISO 4-20mA-O 系列产品采用超薄（厚度 12.5mm）、标准 DIN35 导轨安装基座。嵌入 ISO 4-20mA-O 系列集成模块，采用接线端子作为输入输出连接方式。产品免零点及满度调节，方便用户直接使用。 由于产品体积限制，DIN3 系列小体积导轨安装产品只能实现一进一出隔离转换功能。 DIN3 ISO 4-20mA-O 系列单路标准 DIN35 导轨安装隔离变送器引脚描述 信号 输入 信号 输出 空 脚 空 脚 空 脚 空 脚 信号 输出 信号 输出 Iin- Iin+ NC NC NC NC Vout- Vout+ 1 2 3 4 5 6 7 8 DIN3 ISO 4-20mA-O 系列产品外型尺寸及典型应用 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 4 of 10 ISO Series Micro 2-wire I/V signal Converter IC 多路 DIN35 导轨安装方式 4-20mA 转电压信号隔离转换器简介（DIN 1X1 / 2X2 / 3X3 / 16X16） SunYuan I 型导标准 DIN35 导轨安装多路两线制无源型 4-20mA 转电压信号隔离转换器，内部采用安装多 个 ISO 4-20mA-O 系列集成模块， 产品无须供电即可实现一进一出（DIN1X1）、二进二出（DIN2X2）、三进三出 （DIN3X3）等多路两线制无源电流转电压的隔离转换功能。产品满足输入输出及各通道之间 3000VDC 隔离，无需 零点和满度调节。内部增加防浪涌抑制保护电路，使产品使用更加方便、更加安全可靠。 DIN 1X1 / DIN 2X2 / DIN 3X3 系列产品外型尺寸及引脚功能描述 引脚功能 Pin 1 Signal in1 + 输入信号 1 正端 2 Signal in1 - 输入信号 1 负端 3 Signal in2 + 输入信号 2 正端 4 Signal in2 - 输入信号 2 负端 5 Signal in3 + 输入信号 3 正端 6 Signal in3 - 输入信号 3 负端 7 Vout3 - 输出信号 3 负端 8 Vout3+ 输出信号 3 正端 9 Vout2 - 输出信号 2 负端 10 Vout2+ 输出信号 2 正端 11 Vout1 - 输出信号 1 负端 12 Vout1+ 输出信号 1 正端 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 5 of 10 ISO Series Micro 2-wire I/V signal Converter IC PIM 面板嵌入安装方式无源 I/V 转换隔离型 智能变送表简介 SunYuan PIM-ISO 4-20mA-O-LED7 系列面板嵌入式多功能两线制无源型 I/V 转换信号隔离变送表采用智能 化设计，具备了传统产品所不具备的多种功能。无需独立电源供电即可将输入有源 4-20mA 的电流信号隔离转换成 电压信号输出，并按设定范围线性对应地以十进制数字量显示出来。这种嵌入式智能数字显示表采用两个按键组合 操作，由中央处理器 CPU 进行控制，可实现零点、满量程、小数点、报警、延时等多种参数的设定，具有较强的 灵活性和实用性。智能变送表内部嵌入安装了基本功能与扩展功能两块多功能板，内部包含有电流信号调制解调电 路、信号耦合隔离变换电路、电源逆变电路、减法电路，缓冲处理输出电路、显示和报警电路等。很小的输入等效 电阻，使该产品能够从传感器信号输出回路中采集电流信号，并能达到输入 20mA 信号时电压降≥12V。以满足用 户无需外接辅助电源而实现信号远距离、无失真传输变换的需要。内部集成工艺及新技术隔离措施使器件能达到 3KDC 绝缘电压并满足工业级宽温度、潮湿、震动的现场恶劣环境需求。这种新一代低成本、小体积、多功能的智 能化隔离变送器仪表，具有工业现场 4-20mA 电流 I/V 转换及信号抗干扰隔离、显示控制多种功能，广泛应用在冶 金采矿、石油化工、电力设备、医疗仪器、工业自动化、新能源设施及军工科研等领域。 PIM-ISO 4-20mA-O-LED7 产品主要用于对两线制传感器输出有源 4‐20mA 电流转电压信号的隔离及显示。其 嵌入的数显表用于测量 4-20mA 信号，无需外部供电而直接在 4-20mA 回路信号上取电测量，同时具备输出报警控 制功能。其嵌入的智能数显表用于测量变送信号，所显示数字并非直接的输出电流测量值，而是信号预设值，通过 设定将测量的输出零点和满度电流值相对这两个预设值呈线性显示出来。 例如：变送输出 4-20mA，4mA 设置为 0， 20mA 设置为 8000，那么当输入 8mA 时表就会显示 2000，输入 12mA 时表就会显示 4000；又如 4mA 设置为 1000， 20mA 设置为-1000，输入 12mA 时表就会显示 0，输入 16mA 时表就会显示-500。数显表的最大显示范围为 9999， 即四位；最小为-1999。其具备的报警功能，带两路隔离式开关量输出，可以就地显示、控制与报警。设定的两个 报警点有正、反报警方向设置。报警点的报警对象针对显示读数，报警时 LED 面板最后一位小数点闪烁，报警信 息通过数字光耦隔离输出报警信号。需设置报警功能的产品，其上限或下限报警值及报警方式可由编程器修改，详 细设置方法请参照后页的《变送表软件设置说明》。 备注：报警信号为 OC 门（集电极开路）输出，具体应用方式请参照后页【报警输出及应用】说明。 外形尺寸 PIM LED7系列面板嵌入式智能变送表采用阻燃塑料外壳，外形尺寸： 96×48×74 mm 面板安装开孔尺寸： 91.0×44.0（+0.1）mm Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 6 of 10 ISO Series Micro 2-wire I/V signal Converter IC 接线端子功能描述 仪表内部嵌入上下两层多功能板：基本功能与扩展功能板。（选型订货时未选项为空脚，请参考如下仪表后视图。） 第一层板：基本功能板 端子序号 接线端子功能 端子序号 接线端子功能 1 Pw+ 电源正端 6 Out+ 输出正端 2 Pw- 电源负端 7 Out- 输出负端 3 S1+ 配电 1 输出 8 AL1 4 Sin1 信号 1 端 9 AL2 第二路报警输出 5 Sin2 信号 2 端 10 COM 报警公共地 第一路报警输出 第二层板：扩展功能板（备注：仪表的扩展功能可按客户要求定制） 端子序号 11 12 13 14 15 典型应用接线图 接线端子功能 端子序号 接线端子功能 CFG 配置端口 CONFIG 16 Ax2- 继电器 2 常开公共端 GND 数字地 17 Ax1+ 继电器 1 常开 485+ 485 信号 DATA+ 18 Ax1- 继电器 1 常开公共端 485- 485 信号 DATA- 19 S2+ 配电 2 输出正端 Ax2+ 继电器 2 常开 20 S2- 配电 2 输出负端 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 7 of 10 ISO Series Micro 2-wire I/V signal Converter IC 产品图片 安装说明 客户根据产品开口尺寸开孔，将产品正面置入开孔，然后在背面使用安装固定件将产品固定在开孔上。 安装固定件上有一枚螺丝，用螺丝刀上紧后即可固定。 报警输出及应用 1、 PIM LED7 系列模拟量智能变送表的两路报警信号由内部微处理器芯片生成的直流电平信号，经光耦隔 离后输出，输出低电平表示报警状态，输出高电平为非报警状态。 2、 因为内部微处理器芯片的 IO 口驱动电流有限，所以报警信号也十分微弱，最低只有 0.5mA。借助扩流能 力很强的光敏三极管型光电耦合器将 IO 口的信号隔离，采用集电极开路（OC 门）输出。输出接上拉电压， 电流最大可扩至 120mA。这种光敏三极管型的光电耦合器的原理如下图所示：图中仪表信号经光耦隔离后， AL1、AL2 接线端口是光耦 OC 门信号的集电极输出正端，COM 是输出公共地，接到仪表外电源电路，对报 警信号做进一步的放大与增能，最终达到可以驱动所需要的声响、光、电、制冷、加温、电机等执行机构。 AL1 是第一路报警输出，AL2 是第二路报警输出，两路报警共用一条地线 COM。 3、由于光敏三极管 Ic 最大电流的限制，其扩流和驱动负载能力有限，用户如需更大驱动电流，用来现场驱动 继电器、电磁阀、步进电机等装置，可自行外接功率扩展电路（功率放大管或伺服电路）进行扩流放大处理或 做特殊定制。 智能变送表选用注意事项 订货前请认真阅读本说明书的全部内容，以明确本产品是否符合自己的需用并正确选型。 1、 本产品出厂时默认无报警功能，默认显示 0.0-200.0。 2、 客户初次订货时，最好提出显示规格要求，由我公司在出厂前调好供货，如有疑问请及时来电咨询。 3、 输入信号和电源切勿接反，否则易损坏智能变送表。 4、 不能在潮湿和有腐蚀气体环境下使用，否则会降低产品的使用寿命或彻底损坏。 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 8 of 10 报警输出典型应用接线图 第一路报警典型应用 ISO Series Micro 2-wire I/V signal Converter IC 第二路报警典型应用 PIM LED7系列模拟量智能变送表软件设置说明 PIM LED7 系列模拟量智能变送表的输入信号或者输出信号和面板显示值是线性对应的关系。 例如：输入信 号为 0~10V，面板显示 0~1000，对应关系是 0V 对应显示 0，5V 对应显示 500，10V 对应显示 1000。如果输入信 号为 4~20mA，面板显示 40~200，对应关系是 4mA 对应显示 40，12mA 对应显示 120，20mA 对应显示 200。数显 表的最大显示范围为 9999，最小为-1999。客户可通过变送器面板上的 A/B 两按键进行零点值、满度值，两路报警 点和小数点等参数的设置和保存。 PIM LED7系列模拟量智能变送表带两路隔离式开关量输出，可以就地显示、控制与报警，并具备正、负报警 方向设置功能。报警点的报警对象针对显示读数，报警时LED面板最后一位小数点闪烁。 1. 参数设置说明： 输入信号接入仪表后进入开机状态自检，并出现启动标志界面 ，然后进入测量显示状态。 ①零点设置 按 A+B 显示零点设置界面 ，再按 A+B 后进入零点设置，界面显示当前的设定值 ，此时最后 一位数字闪烁，按 A 四位数码管交替闪烁,闪烁位为调整位，按 B 闪烁位数值从 0～9 循环变化(其中左侧第一位 从“–;-1;0～9”循环变化)，这样根据显示值设定各位。设定完毕，按 A+B 确认并返回界面 。 ②满量程设置 继续按A进入满量程设置界面 ，按A+B后进入满量程设置，界面显示当前的设定值 操作同①，设定完毕，按A+B确认并返回界面 。其余的 。 ③小数点设置 继续按A进入小数点设置界面 ，按A+B后进入当前设定值界面 ,按B小数点位置左移一位 ，连续按B小数点可以循环左移，设定完毕，按A+B确认并返回界面 。 ④阻尼时间 继续按A进入阻尼时间设置界面 ，按A+B后进入当前设定值界面 ，阻尼时间可设定为0秒～ 20秒，按A数值↓，按B数值↑，设置时数值按0.5s的倍数增加，设定完毕，按A+B确认并返回界面 。 ⑤报警开关设置 继续按A进入报警开关设置界面 以下报警设置不生效。按A或B可切换为 ，按A+B键进入报警开关设置，显示当前设定值 ，表示 ，表示以下的设置报警参数生效。不管是何种情况报警， 都由最后一点闪烁表示。设定完毕，按A+B键确认并返回菜单。出厂设定为 。 ⑥第一报警点设置 继续按 A 进入第一报警点设置界面 ，再按 A+B 后进入第一报警点当前设定值 ，此时最后一位数 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 9 of 10 ISO Series Micro 2-wire I/V signal Converter IC 字闪烁，按 A 四位数交替闪烁，闪烁位为调整位，按 B 闪烁位数值从 0～9 循环变化(其中左侧第一位从“–、-1、 0～9”循环变化)，这样根据显示值设定报警的零界点。设定完毕，按 A+B 确认并返回界面 。 ⑦第二报警点设置 继续按A进入第二报警点设置界面 ，设置方法同⑥，设定完毕，按A+B键确认并返回菜单。 ⑧第一报警点报警方向设置 ，按A+B键显示当前设定值 继续按A进入第一报警点报警方向设置界面 ，表示数值由低向高变化 报警，比如设定报警零界点为1000，当LED面板显示值超过1000时报警，低于1000时不报警。按B可切换为 ， 表示数值由高向低变化报警，比如设定报警零界点为1000，当LED面板显示值低于1000时报警，高于1000时不 报警。当LED面板显示值恢复至报警状态以前的数值时，报警状态解除。设定完毕，按A+B键确认并返回菜单。 ⑨第二报警点报警方向设置 ，调整方法同⑧,设定完毕，按A+B键确认并返回菜单。 继续按A进入第二报警点报警方向设置界面 ⑩报警延迟时间设置 继续按A进入报警延迟时间设置界面 ，按A+B键显示当前设定值 ，报警延迟时间可设定为0～30s， 按A数值↑，按B数值↓，设置时数值按1s的倍数增加，设定完毕，按A+B键确认并返回菜单。（注：设置为0时 表示无延时，设置延时后当满足报警条件时不会立刻报警，而是要求显示数值持续满足报警条件若干秒后才进 入报警状态，当显示恢复到不报警数值时不延时解除报警状态。） 继续按A返回到显示测量界面，结束所有设置。 2、零点和满度校准（此菜单设置需谨慎） 给仪表零点信号输入，同时按下按键 A 不放，直到数显表显示 ，松开按键 3S，再按 A 键，数显表 显示 ，这时当前输入的零点信号采样已作为标准保存。将信号输入更改为满度，按 A 键，数显 表显示 ，3S 后按 A 键，数显表显示 ，这时当前输入的满度信号采样已作为标准保存。 再按 A 键，返回测量状态。 （备注：零点和满度值由表头的输入信号决定，比如输入信号是 0~10V，则零点是 0V，满度是 10V，如果输 入信号是 0~±200mV，则零点是 -200 mV，满度是 200mV，其它输入信号的依此类推。 ） 产品使用注意事项 1. 使用前，请仔细阅读说明书，若有疑问，请与本公司技术支持联系； 2. 请不要将产品安装在危险区域使用； 3. 严禁私自拆装产品，防止设备失效或发生故障。 售后服务 1. 产品在出厂前均经过严格检验和质量控制，如出现工作异常或怀疑内部模块故障，请及时联系本公司技术支持。 2. 产品从发货之日起计质保 2 年。质保期间，产品正常使用中出现任何质量问题均由本公司免费维修或更换。 备注： 1. 本文数据除特殊说明外，都是在Ta=25℃，湿度<75%，输入标称值和输出额定负载时测得； 2. 本文所有指标测试方法均依据本公司企业标准； 3. 以上均为本手册所列产品型号之性能指标，非标准型号产品的某些指标会超出上述要求，具体情况可直接与我 司技术人员联系； 4. 我司可提供产品定制； 5. 产品规格变更恕不另行通知。 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. 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