工業(yè)上普遍需要測(cè)量各類電量以及非電物理量,比如說電流(AD)、電壓(VD)、功率(WD)、頻率(FD)、溫度(TT)、重量(LD)、位置(PT)、壓力、轉(zhuǎn)速(RT)、角度等等,都需要轉(zhuǎn)換成可以接收的直流模擬量電信號(hào)才可以傳輸?shù)綆装倜淄獾目刂剖一蛘呤秋@示設(shè)備上。這種把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成可傳輸直流電信號(hào)的設(shè)備稱為變送器。工業(yè)上通常分為電量變送器(常見型號(hào)例如:GP/FP系列、S3/N3系列、STM3系列等)以及非電量變送器。
變送器的傳統(tǒng)輸出直流電信號(hào)有0-5V、0-10V、1-5V、0-20mA、4-20mA等等,現(xiàn)在最廣泛采用的是用4~20mA電流來傳輸模擬量。工業(yè)上最廣泛采用的是用4~20mA電流來傳輸模擬量。
采用電流信號(hào)的原因就是不容易受干擾。而且電流源內(nèi)阻無窮大,導(dǎo)線電阻串聯(lián)在回路中不影響精度,就是在普通雙絞線上可以傳輸數(shù)百米。上限取20mA是因?yàn)榉辣囊螅?0mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限沒有取0mA的原因是為了能檢測(cè)斷線:正常工作時(shí)不會(huì)低于4mA,在傳輸線因故障斷路,環(huán)路電流降為0。常取2mA作為斷線報(bào)警值。
電流型變送器把物理量轉(zhuǎn)換成4~20mA電流輸出,必然要有外電源為他們供電。最典型的就是變送器需要兩根電源線,加上這兩根電流輸出線,總共需要接4根線,稱之為四線制變送器。當(dāng)然,電流輸出可以和電源公用一根線(公用VCC或者GND),可節(jié)省一根線,稱之為三線制變送器。
因此大家可以注意到, 4-20mA電流本身就可以為變送器供電。變送器在電路中相當(dāng)于一個(gè)特殊的負(fù)載,特殊之處就在于變送器的耗電電流在4~20mA之間根據(jù)傳感器輸出而變化。顯示儀表只需要串在電路中就可以。這種變送器只需外接2根線,因此被稱為兩線制變送器。工業(yè)電流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)下限是4mA,所以只要在量程范圍內(nèi),變送器至少就會(huì)有4mA供電。這就使得兩線制傳感器的設(shè)計(jì)成為可能。
在工業(yè)應(yīng)用中,測(cè)量點(diǎn)一般是在現(xiàn)場(chǎng),而且顯示設(shè)備或者是控制設(shè)備一般都是在控制室以及控制柜上。兩者之間距離可能數(shù)十至數(shù)百米。按一百米距離計(jì)算,省去了2根導(dǎo)線意味著成本降低近百元!所以在實(shí)際使用中兩線制傳感器得到了越來越多的應(yīng)用。
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