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图解变送器工作原理以及相关问答

发布时间:2016-12-29 12:04   类型:基础知识   人浏览

两线制、三线制、四线制,是指各种输出为模拟直流电流信号的变送器,其工作原理和结构上的区别,而并非只指变送器的接线形式。

变送器 两线制 直流电流信号

上图所示为两线制变送器接线示意图。其供电为24VDC,输出信号为DC4-20mA,负载电阻为250Ω,24V电源的负线电位最低,它就是信号公共线。

变送器 两线制 直流电流信号

上图为四线制变送器接线示意图。其供电大多为AC 220V,也有供电为DC 24V的。输出信号有DC4-20mA,负载电阻为250Ω,或者DC0-10mA,负载电阻为0-1.5KΩ;有的还有mA和mV信号,但负载电阻或输入电阻,因输出电路形式不同而数值有所不同。

变送器 两线制 直流电流信号
上图所示为三线制变送器接线示意图。所谓三线制就是电源正端用一根线,信号输出正端用一根线,电源负端和信号负端共用一根线。其供电大多为DC24V,输出信号有DC4-20mA,负载电阻为250Ω或者DC0-10mA,负载电阻为0-1.5KΩ;有的还有mA和mV信号,但负载电阻或输入电阻,因输出电路形式不同而数值有所不同。


相关问答

一 、电流输出型与电压输出型有哪些优劣比较?

在单片机控制的许多应用场合,都要使用变送器来将单片机不能直接测量的信号转换成单片机可以处理的电模拟信号,如电流变送器,压力变送器、温度变送器、流量变送器等。

早期的变送器大多为电压输出型,即将测量信号转换为0-5v电压输出,这是运放直接输出,信号功率<0.05w,通过模拟/数字转换电路转换数字信号供单片机读取、控制。但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合,电压输出型传感器的使用受到了极大限制,暴露了抗干扰能力较差,线路损耗破坏了精度等等等缺点,而两线制电流输出型变送器以其具有极高的抗干扰能力得到了广泛应用。

电压输出型变送器抗干扰能力极差,线路损耗的破坏,谈不上精度有多高,有时输出的直流电压上还叠加有交流成分,使单片机产生误判断,控制出现错误,严重时还会损坏设备,输出0-5v绝对不能远传,远传后线路压降大,精确度大打折扣。

现在很多的adc,plc,dcs的输入信号端口都作成两线制电流输出型变送器4-20ma的,证明了电压输出型变送器被淘汰的必然趋势。

二、什么是两线制电流变送器的6大全面保护功能

(1)、输入过载保护;

(2)、输出过流限制保护;

(3)、输出电流长时间短路保护;

(4)、两线制端口瞬态感应雷与浪涌电流tvs抑制保护;

(5)、工作电源过压极限保护≤35v;

(6)、工作电源反接保护。

三、怎样辨别真假优劣的电流电压变送器?

以常用的0.5级精度的电流电压变送器为例,从以下方法着手来辨别真假优劣。

(1)基准要稳,4ma是对应的输入零位基准,基准不稳,谈何精度线性度,冷开机3分钟内4ma的零位漂移变化不超过4.000ma0.5%以内;(即3.98-4.02ma),负载250ω上的压降为0.995-1.005v,国外ic心片多用昂贵的能隙基准,温漂系数每度变化10ppm;

(2)内电路总计消耗电流<4ma,加整定后等于4.000ma,而且有源整流滤波放大恒流电路不因原边输入变化而消耗电流也随之变化,国外ic心片采用恒流供电;

(3)当工作电压24.000v时,满量程20.000ma时,满量程20.000ma的读数不会因负载0-700ω变化而变化;变化不超过20.000ma0.5%以内;

(4)当满量程20.000ma时,负载250ω时,满量程20.000ma的读数不会因工作电压15.000v-30.000v变化而变化;变化不超过20.000ma0.5%以内;

(5)当原边过载时,输出电流不超过25.000ma+10%以内,否则plc/dcs内供变送器用的24v工作电源和a/d输入箝位电路因功耗过大而损坏,另外变送器内的射随输出亦因功耗过大而损坏,无a/d输入箝位电路的更遭殃;

(6)当工作电压24v接反时不得损坏变送器,必须有极性保护;

(7)当两线之间因感应雷及感应浪涌电压超过24v时要箝位,不得损坏变送器;一般在两线之间并联1-2只tvs瞬态保护二极管1.5ke可抑制每20秒间隔一次的20毫秒脉宽的正反脉冲的冲击,瞬态承受冲击功率1.5kw-3kw;

(8)产品标示的线性度0.5%是绝对误差还是相对误差,可以按以下方法来辨别方可一目了然:符合下述指标是真的线性度0.5%。

原边输入为零时输出4ma正负0.5%(3.98-4.02ma),负载250ω上的压降为0.995-1.005v,

原边输入10%时输出5.6ma正负0.5%(5.572-5.628ma)负载250欧姆上的压降为1.393-1.407v,

原边输入25%时输出8ma正负0.5%(7.96-8.04ma)负载250ω上的压降为1.990-2.010v,

原边输入50%时输出12ma正负0.5%(11.94-12.06ma)负载250ω上的压降为2.985-3.015v,

原边输入75%时输出16ma正负0.5%(15.92-16.08ma)负载250ω上的压降为3.980-4.020v,

原边输100%时输出20ma正负0.5%(19.90-20.10ma)负载250ω上的压降为4.975-5.025v,

(9)原边输入过载时必须限流:

原边输入过载大于125%时输出过流限制25ma+10%(25.00-27.50ma)负载250ω上的压降为6.250-6.875v;

(10)感应浪涌电压超过24v时有无箝位的辨别:在两线输出端口并一个交流50v指针式表头,用交流50v接两根线去瞬间碰一下两线输出端口,看有无箝位,箝位多少伏可一目了然啦;

(11)有无极性保护的辨别:用指针式万用表ω乘10k档正反测量两线输出端口,总有一次ω阻值无限大,就有极性保护;

(12)有无极输出电流长时间短路保护:原边输入100%时或过载大于125%-200%时,将负载250ω短路,测量短路保护限制是否在25ma+10%;

(13)工业级别和民用商用级别的辨别:工业级别工作温度范围是-25度到+70度,温漂系数是每度变化100ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之一;

民用商用级别工作温度范围是0度(或-10度)到+70度(或+50度),温漂系数是每度变化250ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之二点五;

电流电压变送器的温漂系数可以用恒温箱或高低温箱来试验验证较繁琐。


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