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fairchild仙童變送器工業(yè)上普遍需要測量各類(lèi)非電物理量,例如溫度、壓力、速度、角度等,都需要轉換成模擬量電信號才能傳輸到幾百米外的控制室或顯示設備上。這種將物理量轉換成電信號的設備稱(chēng)為變送器。工業(yè)上廣泛采用的是用4~20mA電流來(lái)傳輸模擬量。 采用電流信號的原因是不容易受干擾。并且電流源內阻無(wú)窮大,導線(xiàn)電阻串聯(lián)在回路中不影響精度,在普通雙絞線(xiàn)上可以傳輸數百米。上限取20mA是因為防爆的要求:20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限沒(méi)有取0mA的原因是為了能檢測斷線(xiàn):正常工作時(shí)不會(huì )低于4mA,當傳輸線(xiàn)因故障斷路,環(huán)路電流降為0。常取2mA作為斷線(xiàn)報警值。 電流型變送器將物理量轉換成4~20mA電流輸出,必然要有外電源為其供電。典型的是變送器需要兩根電源線(xiàn),加上兩根電流輸出線(xiàn),總共要接4根線(xiàn),稱(chēng)之為四線(xiàn)制變送器。當然,電流輸出可以與電源公用一根線(xiàn)(公用VCC或者GND),可節省一根線(xiàn),稱(chēng)之為三線(xiàn)制變送器。 其實(shí)大家可能注意到, 4-20mA電流本身就可以為變送器供電。變送器在電路中相當于一個(gè)特殊的負載,特殊之處在于變送器的耗電電流在4~20mA之間根據傳感器輸出而變化。顯示儀表只需要串在電路中即可。這種變送器只需外接2根線(xiàn),因而被稱(chēng)為兩線(xiàn)制變送器。工業(yè)電流環(huán)標準下限為4mA,因此只要在量程范圍內,變送器至少有4mA供電。這使得兩線(xiàn)制傳感器的設計成為可能。 在工業(yè)應用中,測量點(diǎn)一般在現場(chǎng),而顯示設備或者控制設備一般都在控制室或控制柜上。兩者之間距離可能數十至數百米。按一百米距離計算,省去2根導線(xiàn)意味著(zhù)成本降低近百元!因此在應用中兩線(xiàn)制傳感器必然是shou選
輸出為標準信號的傳感器。這個(gè)術(shù)語(yǔ)有時(shí)與傳感器通用。送器種類(lèi)很多,總體來(lái)說(shuō)就是由變送器發(fā)出一種信號來(lái)給二次儀表使二次儀表顯示測量數據。 將物理測量信號或普通電信號轉換為標準電信號輸出或能夠以通訊協(xié)議方式輸出的設備。一般分為:溫度/濕度變送器,壓力變送器,差壓變送器,液位變送器,電流變送器,電量變送器,流量變送器,重量變送器等。 變送器——遵循一個(gè)物理定律(或實(shí)驗數學(xué)模型)將物理量的變化轉化成4-20mA等標準信號的裝置。 變送器將傳感信號轉換為統一的標準信號:0/4-20mADC,1-5VDC,0-10VDc 變送器:除有傳感的功能之外還有放大整形的功能,輸出為標準的控制信號.如:4-20mA
什么是變送器的二線(xiàn)制和四線(xiàn)制信號傳輸方式?
二線(xiàn)制傳輸方式中,供電電源、負載電阻、變送器是串聯(lián)的,即二根導線(xiàn)同時(shí)傳送變送器所需的電源和輸出電流信號,目前大多數變送器均為二線(xiàn)制變送器;四線(xiàn)制方式中,供電電源、負載電阻是分別與變送器相連的,即供電電源和變送器輸出信號分別用二根導線(xiàn)傳輸。
一.什么是兩線(xiàn)制電流變送器?
什么是兩線(xiàn)制?兩線(xiàn)制有什么優(yōu)點(diǎn)?
兩線(xiàn)制是指現場(chǎng)變送器與控制室儀表聯(lián)系僅用兩根導線(xiàn),這兩根線(xiàn)既是電源線(xiàn),又是信號線(xiàn)。兩線(xiàn)制與三線(xiàn)制 (一根正電源線(xiàn),兩根信號線(xiàn),其中一根共GND) 和四線(xiàn)制(兩根正負電源線(xiàn),兩根信號線(xiàn),其中一根GND)相比,兩線(xiàn)制的優(yōu)點(diǎn)是:
1、不易受寄生熱電偶和沿電線(xiàn)電阻壓降和溫漂的影響,可用非常便宜的更細的導線(xiàn);可節省大量電纜線(xiàn)和安裝費用;
2、在電流源輸出電阻足夠大時(shí),經(jīng)磁場(chǎng)耦合感應到導線(xiàn)環(huán)路內的電壓,不會(huì )產(chǎn)生顯著(zhù)影響,因為干擾源引起的電流極小,一般利用雙絞線(xiàn)就能降低干擾;兩線(xiàn)制與三線(xiàn)制必須用屏蔽線(xiàn),屏蔽線(xiàn)的屏蔽層要妥善接地。
3、電容性干擾會(huì )導致接收器電阻有關(guān)誤差,對于4~20mA兩線(xiàn)制環(huán)路,接收器電阻通常為250Ω(取樣Uout=1~5V)這個(gè)電阻小到不足以產(chǎn)生顯著(zhù)誤差,因此,可以允許的電線(xiàn)長(cháng)度比電壓遙測系統更長(cháng)更遠;
4、各個(gè)單臺示讀裝置或記錄裝置可以在電線(xiàn)長(cháng)度不等的不同通道間進(jìn)行換接,不因電線(xiàn)長(cháng)度的不等而造成精度的差異,實(shí)現分散采集,分散式采集的好處就是:分散采集,集中控制....
5、將4mA用于零電平,使判斷開(kāi)路與短路或傳感器損壞(0mA狀態(tài))十分方便。
6、在兩線(xiàn)輸出口非常容易增設一兩只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。三線(xiàn)制和四線(xiàn)制變送器均不具上述優(yōu)點(diǎn)即將被兩線(xiàn)制變送器所取代,從國外的行業(yè)動(dòng)態(tài)及變送器心片供求量即可略知一斑,電流變送器在使用時(shí)要安裝在現場(chǎng)設備的動(dòng)力線(xiàn)上,而以單片機為核心的監測系統則位于較遠離設備現場(chǎng)的監控室里,兩者一般相距幾十到幾百米甚至更遠。設備現場(chǎng)的環(huán)境較為惡劣,強電信號會(huì )產(chǎn)生各種電磁干擾,雷電感應會(huì )產(chǎn)生強浪涌脈沖,在這種情況下,單片機應用系統中遇到的一個(gè)棘手問(wèn)題就是如何在惡劣環(huán)境下遠距離可靠地傳送微小信號。
兩線(xiàn)制變送器件的出現使這個(gè)問(wèn)題得到了較好地解決。fairchild仙童變送器我們以DH4-20變送模塊為核心設計了小型、價(jià)廉的穿孔型兩線(xiàn)制電流變送器。它具有低失調電壓(<30?μV)、低電壓漂移(<0.7μV/C°)、超低非線(xiàn)性度(<0.01%)的特點(diǎn)。它把現場(chǎng)設備動(dòng)力線(xiàn)的電流隔離轉換成4~20?mA的按線(xiàn)性比例變化的標準電流信號輸出,然后通過(guò)一對雙絞線(xiàn)送到監測系統的輸入接口上,雙絞線(xiàn)同時(shí)也將位于監測系統的24V工作電源送到電流變送器中。測量信號和電源在雙絞線(xiàn)上同時(shí)傳送,既省去了昂貴的傳輸電纜,而且信號是以電流的形式傳輸,抗干擾能力得到極大的加強。兩線(xiàn)制電流變送器原理
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