帶顯示變送器原理
�(yè)上普遍需要測量各類電量與非電物理�,例如電�(AD)、電�(VD)、功�(WD)、頻�(FD)、溫�(TT)、重�(LD)、位�(PT)、壓�、轉(zhuǎn)�(RT)、角度等,都需要轉(zhuǎn)換成可接收的直流模擬量電信號才能傳輸?shù)綆装倜淄獾目刂剖一蝻@示設(shè)備上。這種將被測物理量�(zhuǎn)換成可傳輸直流電信號的設(shè)備稱為變送器。工�(yè)上通常分為電量變送器(常見型號如:GP/FP系列、S3/N3系列、STM3系列�)和非電量變送器�
變送器的傳�(tǒng)輸出直流電信號有0-5V�0-10V�1-5V�0-20mA�4-20mA�,目前廣泛采用的是用4~20mA電流來傳輸模擬量。工�(yè)上廣泛采用的是用4~20mA電流來傳輸模擬量�
采用電流信號的原因是不容易受干擾。并且電流源�(nèi)阻無窮大,導(dǎo)線電阻串�(lián)在回路中不影響精度,在普通雙絞線上可以傳輸數(shù)百米。上限取20mA是因為防爆的要求�20mA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斷線:正常工作時不會低�4mA,當(dāng)傳輸線因故障斷路,環(huán)路電流降�0。常�2mA作為斷線報警��
電流型變送器將物理量�(zhuǎn)換成4~20mA電流輸出,必然要有外電源為其供電。典型的是變送器需要兩根電源線,加上兩根電流輸出線,總共要�4根線,稱之為四線制變送器。當(dāng)然,電流輸出可以與電源公用一根線(公用VCC或者GND),可節(jié)省一根線,稱之為三線制變送器�
其實大家可能注意�� 4-20mA電流本身就可以為變送器供電,如�1C所示。變送器在電路中相當(dāng)于一個特殊的�(fù)�,特殊之處在于變送器的耗電電流�4~20mA之間根據(jù)傳感器輸出而變�。顯示儀表只需要串在電路中即可。這種變送器只需外接2根線,因而被稱為兩線制變送器。工�(yè)電流�(huán)�(biāo)�(zhǔn)下限�4mA,因此只要在量程范圍�(nèi),變送器至少�4mA供電。這使得兩線制傳感器的�(shè)計成為可能�
在工�(yè)�(yīng)用中,測量點一般在�(xiàn)�,而顯示設(shè)備或者控制設(shè)備一般都在控制室或控制柜�。兩者之間距離可能數(shù)十至�(shù)百米。按一百米距離計算,省�2根導(dǎo)線意味著成本降低近百�!因此在實際使用中兩線制傳感器得到越來越多的�(yīng)��
生產(chǎn)資料市場化以�,加劇激烈的競爭,真假優(yōu)劣難�,又因變送器是邊緣學(xué)�,很多工程設(shè)計人員對此較陌生,有些廠家產(chǎn)品工�(yè)級別和民用商用級別指�(biāo)混淆(工業(yè)級的價格是民用商用級�2-3�)�
筆者試以常用的0.5級精度的電流電壓變送器為例,從以下方法著手來辨別真假優(yōu)劣�
(1)基準(zhǔn)要穩(wěn),4mA是對�(yīng)的輸入零位基�(zhǔn),基�(zhǔn)不穩(wěn),談何精度線性度,冷開機(jī)3分鍾�(nèi)4mA的零位漂移變化不超過4.000mA0.5%以內(nèi);(�3.98-4.02mA),�(fù)�250Ω上的壓降�0.995-1.005V,國外IC心片多用昂貴的能隙基�(zhǔn),溫漂系�(shù)每度變化10ppm�
(2)�(nèi)電路總計消耗電�<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)�(dāng)工作電壓24.000V�,滿量�20.000mA�,滿量�20.000mA的讀�(shù)不會因負(fù)�0-700Ω變化而變�;變化不超�20.000mA0.5%以內(nèi)�
(4)�(dāng)滿量�20.000mA�,�(fù)�250Ω�,滿量�20.000mA的讀�(shù)不會因工作電�15.000V-30.000V變化而變�;變化不超�20.000mA0.5%以內(nèi)�
(5)�(dāng)原邊過載時,輸出電流不超�25.000mA+10%以內(nèi),否則PLC/DCS�(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�(nèi)的設(shè)備隨輸出功耗過大而損�,無A/D輸入箝位電路的更遭殃�
(6)�(dāng)工作電壓24V接反時不得損壞變送器,必須有極性保�(hù);
(7)�(dāng)兩線之間因感�(yīng)雷及感應(yīng)浪涌電壓超過24V時要箝位,不得損壞變送器;一般在兩線之間并聯(lián)1-2只TVS瞬態(tài)保護(hù)二極� 1.5KE可抑制每20秒間隔一次的20毫秒脈寬的正反脈沖的沖擊,瞬態(tài)承受沖擊功率1.5KW-3KW;
帶顯示變送器