變送器的二線制和四線制信號傳輸方式：
二線制傳輸方式中，供電電源、負(fù)載電阻、變送器是串聯(lián)的，即二根導(dǎo)線同時(shí)傳送變送器所需的電源和輸出電流信號，目前大多數(shù)變送器均為二線制變送器；四線制方式中，供電電源、負(fù)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(dǎo)線傳輸。
一．什么是兩線制電流變送器? 什么是兩線制?兩線制有什么優(yōu)點(diǎn)?
兩線制是指現(xiàn)場變送器與控制室儀表聯(lián)系僅用兩根導(dǎo)線，這兩根線既是電源線，又是信號線。兩線制與三線制(一根正電源線，兩根信號線,其中一根共GND) 和四線制(兩根正負(fù)電源線，兩根信號線,其中一根GND)相比，兩線制的優(yōu)點(diǎn)是：
1、不易受感應(yīng)熱電勢、沿電線電阻壓降和溫漂的影響，可用非常便宜的更細(xì)的導(dǎo)線；可節(jié)省大量電纜線和安裝費(fèi)用；
2、在電流源輸出電阻足夠大時(shí)，經(jīng)磁場耦合感應(yīng)到導(dǎo)線環(huán)路內(nèi)的電壓，不會產(chǎn)生顯著影響，因?yàn)楦蓴_源引起的電流極小，一般利用雙絞線就能降低干擾；兩線制與三線制必須用屏蔽線,屏蔽線的屏蔽層要妥善接地。
3、電容性干擾會導(dǎo)致接收器電阻有關(guān)誤差，對于4～20mA兩線制環(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)生顯著誤差，因此，可以允許的電線長度比電壓遙測系統(tǒng)更長更遠(yuǎn)；
4、各個(gè)單臺示讀裝置或記錄裝置可以在電線長度不等的不同通道間進(jìn)行換接，不因電線長度的不等而造成精度的差異，實(shí)現(xiàn)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，使判斷開路與短路或傳感器損壞（0mA狀態(tài)）十分方便。
6、在兩線輸出口非常容易增設(shè)一兩只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。 三線制和四線制變送器均不具上述優(yōu)點(diǎn)即將被兩線制變送器所取代，從國外的行業(yè)動態(tài)及變送器芯片供求量即可略知一斑。
二.電流變送器的4-20mA輸出如何采集?
兩線制電流變送器的輸出為4～20 mA，通過250 Ω的精密電阻轉(zhuǎn)換成1～5V或2-10V的模擬電壓信號.轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號有多種方法。
三.電流輸出型與電壓輸出型有哪些優(yōu)劣比較?
在控制系統(tǒng)的許多應(yīng)用場合,都要使用變送器來將控制器不能直接測量的信號轉(zhuǎn)換成控制器可以處理的電模擬信號，如電流變送器,壓力變送器、溫度變送器、流量變送器等。 早期的變送器大多為電壓輸出型，即將測量信號轉(zhuǎn)換為0-5V電壓輸出，這是運(yùn)放直接輸出,信號功率<0.05W,通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換數(shù)字信號供控制器讀取、控制。但在信號需要遠(yuǎn)距離傳輸或使用環(huán)境中電網(wǎng)干擾較大的場合，電壓輸出型傳感器的使用受到了極大限制，暴露了抗干擾能力較差,線路損耗破壞了精度等等等缺點(diǎn)，而兩線制電流輸出型變送器以其具有極高的抗干擾能力得到了廣泛應(yīng)用。 電壓輸出型變送器抗干擾能力極差，線路損耗的破壞,談不上精度有多高,有時(shí)輸出的直流電壓上還疊加有交流成分，使控制器產(chǎn)生誤判斷，控制出現(xiàn)錯(cuò)誤，嚴(yán)重時(shí)還會損壞設(shè)備，輸出０－５Ｖ絕對不能遠(yuǎn)傳，遠(yuǎn)傳后線路壓降大，精確度大打折扣。現(xiàn)在很多的ADC,PLC,DCS的輸入信號端口都作成兩線制電流輸出型變送器4-20mA的,證明了電壓輸出型變送器被淘汰的必然趨勢。
四.4～20mA電流輸出型到接口一般有哪些處理方法?
電流輸出型變送器的輸出范圍常用的有0～20mA及4～20mA兩種，電流變送器輸出最小電流及最大電流時(shí)，分別代表電流變送器所標(biāo)定的最小及最大額定輸出值。 下面以測量范圍為以0～100Ａ的電流變送器為例進(jìn)行敘述。對于輸出0～20mA的變送器0mA電流對應(yīng)輸入０Ａ值，輸出4～20mA的變送器4mA電流對應(yīng)輸入0Ａ值，兩類傳感器的20mA電流都對應(yīng)100Ａ值。 對于輸出0～20mA的變送器，在電路設(shè)計(jì)上我們只需選擇合適的降壓電阻，在A/D轉(zhuǎn)換器輸入接口直接將電阻上的０－５Ｖ或０－１０Ｖ電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號即可，電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理都比較簡單。但劣勢是無法判別變送器的損壞,無法辨別變送器輸出開路和短路。 對于輸出4～20mA的變送器，電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理上都比較煩瑣。但這種變送器能夠在變送器線路不通時(shí),短路時(shí)或損壞時(shí)通過能否檢測到正常范圍內(nèi)的電流(正常時(shí)最小值也有4mA)，來判斷電路是否出現(xiàn)故障，變送器是否損壞,因此得到更為廣泛普遍的使用。
五.什么是兩線制電流變送器的保護(hù)功能：
(1)、輸入過載保護(hù)； (2)、輸出過流限制保護(hù)； (3)、輸出電流長時(shí)間短路保護(hù)； (4)、兩線制端口瞬態(tài)感應(yīng)雷與浪涌電流TVS抑制保護(hù)； (5)、工作電源過壓極限保護(hù)≤35V； (6)、工作電源反接保護(hù)。
六.怎樣確認(rèn)電流電壓變送器的品質(zhì)?
從以下方法來確認(rèn)。 (1)基準(zhǔn)要穩(wěn),４mA是對應(yīng)的輸入零位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不穩(wěn)，談何精度線性度，冷開機(jī)３分鍾內(nèi)４mA的零位漂移變化不超過4.000mA0.5%以內(nèi);(即3.98-4.02mA),負(fù)載250Ω上的壓降為0.995-1.005V，國外IC心片多用昂貴的能隙基準(zhǔn)，溫漂系數(shù)每度變化10ppm； (2)內(nèi)電路總計(jì)消耗電流<4mA,加整定后等于4.000mA,而且有源整流濾波放大恒流電路不因原邊輸入變化而消耗電流也隨之變化，國外IC心片采用恒流供電； (3)當(dāng)工作電壓24.000V時(shí),滿量程20.000mA時(shí),滿量程20.000mA的讀數(shù)不會因負(fù)載0-700Ω變化而變化;變化不超過20.000mA0.5%以內(nèi)； (4)當(dāng)滿量程20.000mA時(shí),負(fù)載250Ω時(shí),滿量程20.000mA的讀數(shù)不會因工作電壓15.000V-30.000V變化而變化;變化不超過20.000mA0.5%以內(nèi)； (5)當(dāng)原邊過載時(shí)，輸出電流不超過25.000mA+10%以內(nèi)，否則PLC/DCS內(nèi)供變送器用的24V工作電源和A/D輸入箝位電路因功耗過大而損壞，另外變送器內(nèi)的射隨輸出亦因功耗過大而損壞，無A/D輸入箝位電路的更遭殃； (6)當(dāng)工作電壓24V接反時(shí)不得損壞變送器,必須有極性保護(hù)。 |
