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類型分類:
科普知識
數(shù)據(jù)分類:
高壓斷路器

線制變送器的原理及其區(qū)別

發(fā)布日期:2022-04-17 點擊率:120

  所謂的兩線制、三線制、四線制,是指各種輸出為模擬直流電流信號的變送器,其工作原理和結(jié)構(gòu)上的區(qū)別,而并非只指變送器的接線形式。

  幾線制的稱謂,是在兩線制變送器誕生后才有的。這是電子放大器在儀表中廣泛應(yīng)用的結(jié)果,放大的本質(zhì)就是一種能量轉(zhuǎn)換過程,這就離不開供電。因此最先出現(xiàn)的是四線制的變送器;即兩根線負(fù)責(zé)電源的供應(yīng),另外兩根線負(fù)責(zé)輸出被轉(zhuǎn)換放大的信號(如電壓、電流、等)。ddz-ⅱ型電動單元組合儀表的出現(xiàn),供電為220v.ac,輸出信號為0--10ma.dc的四線制變送器得到了廣泛的應(yīng)用,目前在有些工廠還可見到它的身影。

  七十年代我國開始生產(chǎn)ddz-ⅲ型電動單元組合儀表,并采用國際電工委員會(iec)的:過程控制系統(tǒng)用模擬信號標(biāo)準(zhǔn)。即儀表傳輸信號采用4-20ma.dc,聯(lián)絡(luò)信號采用1-5v.dc,即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統(tǒng)。采用4-20ma.dc信號,現(xiàn)場儀表就可實現(xiàn)兩線制。但限于條件,當(dāng)時兩線制僅在壓力、差壓變送器上采用,溫度變送器等仍采用四線制?,F(xiàn)在國內(nèi)兩線制變送器的產(chǎn)品范圍也大大擴(kuò)展了,應(yīng)用領(lǐng)域也越來越多。同時從國外進(jìn)來的變送器也是兩線制的居多。

  因為要實現(xiàn)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(guī)定的最低電源電壓減去電流在負(fù)載電阻和傳輸導(dǎo)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)< p="">

  變送器的最小消耗功率p不能超過上式,通常<90mw。

  式中:emin=最低電源電壓,對多數(shù)儀表而言emin=24(1-5%)=22.8v,5%為24v電源允許的負(fù)向變化量;

  imax=20ma;

  imin=4ma;

  rlmax=250ω+傳輸導(dǎo)線電阻。

  如果變送器在設(shè)計上滿足了上述的三個條件,就可實現(xiàn)兩線制傳輸。所謂兩線制即電源、負(fù)載串聯(lián)在一起,有一公共點,而現(xiàn)場變送器與控制室儀表之間的信號聯(lián)絡(luò)及供電僅用兩根電線,這兩根電線既是電源線又是信號線。兩線制變送器由于信號起點電流為4ma.dc,為變送器提供了靜態(tài)工作電流,同時儀表電氣零點為4ma.dc,不與機(jī)械零點重合,這種“活零點”有利于識別斷電和斷線等故障。而且兩線制還便于使用安全柵,利于安全防爆。

  兩線制變送器如圖一所示,其供電為24v.dc,輸出信號為4-20ma.dc,負(fù)載電阻為250ω,24v電源的負(fù)線電位最低,它就是信號公共線,對于智能變送器還可在4-20ma.dc信號上加載hart協(xié)議的fsk鍵控信號。

  由于4-20ma.dc(1-5v.dc)信號制的普及和應(yīng)用,在控制系統(tǒng)應(yīng)用中為了便于連接,就要求信號制的統(tǒng)一,為此要求一些非電動單元組合的儀表,如在線分析、機(jī)械量、電量等儀表,能采用輸出為4-20ma.dc信號制,但是由于其轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜、功耗大等原因,難于全部滿足上述的三個條件,而無法做到兩線制,就只能采用外接電源的方法來做輸出為4-20ma.dc的四線制變送器了。

  四線制變送器如圖二所示,其供電大多為220v.ac,也有供電為24v.dc的。輸出信號有4-20ma.dc,負(fù)載電阻為250ω,或者0-10ma.dc,負(fù)載電阻為0-1.5kω;有的還有ma和mv信號,但負(fù)載電阻或輸入電阻,因輸出電路形式不同而數(shù)值有所不同。

  有的儀表廠為了減小變送器的體積和重量、并提高抗干擾性能、減化接線,而把變送器的供電由220v.ac改為低壓直流供電,如電源從24v.dc電源箱取用,由于低壓供電就為負(fù)線共用創(chuàng)造了條件,這樣就有了三線制的變送器產(chǎn)品。

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