Bei der Umwandlung von Strom in Spannung wird mithilfe eines Widerstands ein Spannungsabfall erzeugt, der proportional zum durch ihn fließenden Strom ist. Diese Methode wird allgemein als „Shunt-Widerstand“ bezeichnet. Nach dem Ohmschen Gesetz ist die Spannung (V) gleich dem Strom (I) multipliziert mit dem Widerstand (R). Wenn Sie also einen bekannten Widerstand im Strompfad platzieren, können Sie den Spannungsabfall an ihm messen und so eine direkte Korrelation zwischen dem Strom und der resultierenden Spannung herstellen.
Um Strom in Volt umzuwandeln, verwenden Sie normalerweise einen Stromkreis, bei dem der Strom durch einen Widerstand fließt. Die an diesem Widerstand entstehende Spannung ist direkt proportional zum durch ihn fließenden Strom. Durch Auswahl eines geeigneten Widerstandswerts und Messung der resultierenden Spannung können Sie den Stromwert anhand der Beziehung V = IR genau bestimmen, wobei V die Spannung, I der Strom und R der Widerstand ist.
Die Umwandlung von Strom in Spannung ist häufig erforderlich, um strombasierte Sensoren oder Geräte mit spannungsbasierten Messsystemen oder Analog-Digital-Wandlern (ADCs) zu verbinden. Viele Messgeräte und Steuerungssysteme sind für die Annahme von Spannungseingängen anstelle von Stromeingängen ausgelegt. Durch die Umwandlung von Stromsignalen in Spannungssignale wird die Kompatibilität zwischen verschiedenen Arten von Geräten und Systemen gewährleistet, was eine einfachere Integration und Verarbeitung von Signalen in elektronischen Schaltkreisen ermöglicht.
Um ein 4 bis 20 mA-Stromsignal in Spannung umzuwandeln, können Sie einen Widerstand in Reihe mit der Stromschleife verwenden. Der Widerstandswert wird basierend auf dem gewünschten Spannungsbereich und dem maximalen Strom des Signals (20 mA) ausgewählt. Wenn Sie beispielsweise einen 250-Ohm-Widerstand verwenden, würde die an ihm entstehende Spannung gemäß dem Ohmschen Gesetz (V = IR) zwischen 1 V (bei 4 mA) und 5 V (bei 20 mA) liegen. Dieser Spannungsbereich entspricht direkt dem 4- bis 20-mA-Stromsignal und ermöglicht eine lineare Umwandlung von Strom in Spannung.
Die Formel für einen Strom-Spannungs-Wandler, der einen Widerstand (R) verwendet, um einen Strom (I) in eine Spannung (V) umzuwandeln, lautet V = IR. Hier stellt V die Spannung am Widerstand dar, I ist der durch den Widerstand fließende Strom und R ist der Widerstandswert des Widerstands. Diese einfache Beziehung ermöglicht die genaue Umwandlung von Stromsignalen in Spannungssignale in elektronischen Schaltkreisen und erleichtert Mess- und Steuerungsanwendungen, bei denen Spannungseingänge bevorzugt oder erforderlich sind.