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概述二三四線制壓力變送器的原理以及滿足條件

來源:上海上自儀公司作者:上海上自儀公司網址:http://www.treemontresort.com

一 . 概述

1.1    傳感器和變送器的區別與聯系

     傳感器是能夠將規定的被測量按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置的總稱,通常由敏感元件和轉換元件組成。當傳感器的輸出為規定的標準信號時,則稱為變送器。變送器的是將非標準電信號轉換為標準電信號的儀器,傳感器則是將物理信號轉換為電信號的器件。一次儀表指現場測量儀表或基地控制表,二次儀表指利用一次表信號完成其他功能:諸如控制,顯示等功能的儀表。傳感器和變送器本是熱工儀表的概念。傳感器是把非電物理量如溫度、壓力、液位、物料、氣體特性等轉換成電信號或把物理量如壓力、液位直接送到變送器。變送器則是把傳感器采集到的微弱的電信號放大以便轉送或啟動控制元件,或將傳感器輸入的非電量轉換成電信號同時放大以便供遠測量和控制的信號源。

根據需要還可將模擬量變換為數字量,當然把電氣模擬量變換成數字量的也可以叫變送器。傳感器和變送器一同構成自動控制的監測信號源。 不同的物理量需要不同的傳感器和相應的變送器。

1.2    電流傳輸 DC ( 4-20mA ) 和電壓接收 DC ( 1-5V)信號優點

      在過程控制系統中,現場儀表與控制室儀表之間的聯絡信號采用( 4-20mA )DC的理由是:因為現場與控制室之間的距離較遠,連接電線的電阻較大,如果用電壓源信號遠傳,由于電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓,將產生較大的誤差,而用恒電流源信號作為遠傳,只要傳送回路不出現分支,回路中的電流就不會隨電線長短而改變,從而保證了傳送的精度。

      控制室儀表之間的聯絡信號采用( 1-5V ) DC的理由是:為了便于多臺儀表共同接收同一個信號,并有利于接線和構成各種復雜的控制系統。如果用電流源作聯絡信號,當多臺儀表共同接收同一個信號時,它們的輸入電阻必須串聯起來,這會使非常大負載電阻超過變送儀表的負載能力,而且各接收儀表的信號負端電位各不相同,會引入干擾,而且不能做到單一集中供電。

1.3    DC(4-20mA) 與 DC(1-5V) 傳輸、接收信號的標準

      在過程控制系統中,模擬信號( 4-20mA ) DC 或(1-5V) DC 信號制是國際電工委員會 (IEC) 過程控制系統模擬信號標準。 我國從 DDZ-Ⅲ 型電動儀表開始采用這一國際標準信號制, 儀表傳輸信號采用( 4-20mA ) DC ,聯絡信號采用( 1-5V ) DC ,即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統。

      采用電壓源信號聯絡,與現場儀表的聯絡用的電流信號必須轉換為電壓信號,非常簡單的方法就是:在電流傳送回路中串接一個 250 歐姆的標準電阻,把( 4-20mA ) DC 轉換為( 1-5V ) DC ,通常由配電器來完成這一任務。

     

     

2.1 二線制 / 三線制 / 四線制變送器滿足條件

信號變換器是將接入的位移傳感器等模擬信號,變換為標準的模擬電流 / 電壓信號輸出。 電流信號輸出 , 采用二線制;電壓信號輸出,采用三線制、四線制。

要實現兩線制變送器必須同時滿足以下條件 :

1 ) V≤Emin-ImaxRLmax

變送器的輸出端電壓 V 等于規定的非常低電源電壓減去電流在負載電阻和傳輸導線電阻上的壓降。

2 ) I≤Imin

變送器的正常工作電流 I 必須小于或等于變送器的輸出電流。

3 ) P<Imin(Emin-IminRLmax)

變送器的非常小消耗功率 P 不能超過上式 , 通常 <90mW 。

式中 :Emin= 非常低電源電壓, 對多數儀表而言

Emin=24(1-5%)=22.8V , 5% 為 24V 電源允許的負向變化量;

Imax=20mA

Imin=4mA

RLmax=250Ω+ 傳輸導線電阻