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【IBE】二线制、三线制、四仪表的差异汇总

  今天讨论的两线制、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。

  两线制:两根线及传输电源又传输信号,也就是传感器输出的负载和电源是串联在一起的,电源是从外部引入的,和负载串联在一起来驱动负载。

  三线制:三线制传感器就是电源正端和信号输出的正端分离,但它们共用一个COM端。

  这是电子扩大器在外表中广泛运用的成果,扩大的实质即是一种能量变换进程,这就离不开供电。因而最先呈现的是四线制的变送器;即两根线担任电源的供给,别的两根线担任输出被变换扩大的信号(如电压、电流、等)。

  DDZ-Ⅱ型电动单元组合外表的呈现,供电为220V.AC,输出信号为0--10mA.DC的四线制变送器得到了广泛的运用,当前在有些工厂还可见到它的身影。

  七十年代中国开端出产DDZ-Ⅲ型电动单元组合外表,并选用世界电工委员会(IEC)的:进程控制系统用模仿信号规范。即外表传输信号选用4-20mA.DC,联络信号选用1-5V.DC,即选用电流传输、电压接纳的信号系统。

  选用4-20mA.DC信号,现场外表就可完成两线制。但限于条件,其时两线制仅在压力、差压变送器上选用,温度变送器等仍选用四线制。

  如今国内两线制变送器的商品规模也大大拓展了,运用领域也越来越多。一起从国外进来的变送器也是两线不同线制变送器的差异

  式中,Emin=最低电源电压,对大都外表而言Emin=24(1-5%)=22.8V,5%为24V电源答应的负向改变量;

  若是变送器在规划上满意了上述的三个条件,就可完成两线制传输。所谓两线制即电源、负载串联在一起,有一公共点,而现场变送器与控制室外表之间的信号联络及供电仅用两根电线,这两根电线既是电源线又是信号线。

  两线制变送器因为信号起点电流为4mA.DC,为变送器供给了静态作业电流,一起外表电气零点为4mA.DC,不与机械零点重合,这种“活零点”有利于辨认断电和断线等毛病;并且两线制还便于运用安全栅,利于安全防爆。两线制变送器如图一所示,其供电为24V.DC,输出信号为4-20mA.DC,负载电阻为250Ω,24V电源的负线电位最低,它即是信号公共线,关于智能变送器还可在4-20mA.DC信号上加载HART协议的FSK键控信号。

  可是因为其变换电路杂乱、功耗大等缘由,难于悉数满意上述的三个条件,而无法做到两线制,就只能选用外接电源的方法来做输出为4-20mA.DC的四线制变送器了。四线制变送器如图二所示,其供电大多为220V.AC,也有供电为24V.DC的。输出信号有4-20mA.DC,负载电阻为250Ω,或许0-10mA.DC,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,因输出电路方式不一样而数值有所不一样。

  有的外表厂为了减小变送器的体积和分量、并提高抗搅扰功能、减化接线V.AC改为低压直流供电,如电源从24V.DC电源箱取用,因为低压供电就为负线共用发明了条件,这样就有了三线制的变送器商品。

  三线制变送器如图三所示,所谓三线制即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mA.DC,负载电阻为250Ω或许0-10mA.DC,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,因输出电路方式不一样而数值有所不一样。以上三个图中,输入接纳外表的是电流信号,如将电阻RL并联接入时,则接纳的即是电压信号了。从上面叙说可看出,因为各种变送器的作业原理和布局不一样,然后呈现了不一样的商品,也就决议了变送器的两线制、三线制、四线制接线方式。关于用户而言,选型时应根据本单位的实际情况,如信号制的一致、防爆需求、接纳设备的需求、出资等疑问来归纳思考挑选。

  要指出的是三线制和四线mA.DC信号,因为其输出电路原理及布局与两线制的是不一样的,因而在运用中其输出负端能否和24V电源的负线相接?能否共地?

  从上述可知各种线制变送器都能存在,那总是有存在的理由,否则就不会有那么多的线制了,由用户来改动线制是很困难的,再者实际意义也不大。

  如果要把传输信号为0-10mA.DC的四线制变送器改为两线制,首先遇到的问题,就是其起始电流为零,在电流为零状态下,变送器的电子放大器是无法建立工作点的,因此将难于正常工作。如果用直流电源,并保证仪表原来的恒流特性,当变送器在负载电阻为0-1.5KΩ时,与其串联的反馈动圈电阻2KΩ左右,当输出为10mA时,这两部分的电压降将大于24V,也就是说用24V.DC供电,负载为0-1.5KΩ时,要保证恒流特性是不可能的,也就谈不上用两线mA.DC的四线制变送器改为两线制变送器的工作,具体做法是:对原来的变送器电路进行改进,并将供电电压提高至48V.DC,但变送器的起始电流仍不能为零,为此采用负向电流来抵消负载电阻上的起始输出4mA的电流。

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