美(mei)國fairchild仙童(tong)變(bian)送器(qi)技術(shu)指南

美(mei)國fairchild仙童(tong)變(bian)送器(qi)技術(shu)指南
工業(ye)上(shang)普(pu)遍需(xu)要測(ce)量各類非(fei)電(dian)物理量，例如(ru)溫度、壓力、速(su)度、角度等(deng)，都(dou)需(xu)要轉換(huan)成模擬量電(dian)信(xin)號才能(neng)傳(chuan)輸(shu)到(dao)幾(ji)百米(mi)外(wai)的控(kong)制室(shi)或顯示設備上(shang)。這(zhe)種將(jiang)物理量轉換(huan)成電(dian)信(xin)號的設備稱(cheng)為變(bian)送器(qi)。工業(ye)上(shang)zui廣泛(fan)采用(yong)的(de)是用(yong)4~20mA電(dian)流(liu)來傳(chuan)輸(shu)模擬量。采用(yong)電(dian)流(liu)信(xin)號的原(yuan)因是不容易(yi)受(shou)幹(gan)擾(rao)。並(bing)且(qie)電(dian)流(liu)源內(nei)阻無窮大，導線(xian)電(dian)阻串(chuan)聯在回(hui)路中不影響(xiang)精度，在普(pu)通雙絞(jiao)線(xian)上(shang)可以(yi)傳(chuan)輸(shu)數百(bai)米(mi)。上(shang)限(xian)取20mA是因為防爆(bao)的(de)要求：20mA的電(dian)流(liu)通斷引起(qi)的火花能(neng)量不足以(yi)引燃瓦(wa)斯。下(xia)限(xian)沒有取0mA的原(yuan)因是為了能(neng)檢(jian)測(ce)斷線(xian)：正(zheng)常(chang)工作(zuo)時不會低(di)於4mA，當傳(chuan)輸(shu)線因故障(zhang)斷路，環(huan)路電(dian)流(liu)降(jiang)為0。常(chang)取2mA作(zuo)為斷(duan)線報警(jing)值(zhi)。電(dian)流(liu)型變(bian)送器(qi)將(jiang)物理量轉換(huan)成4~20mA電(dian)流(liu)輸(shu)出，必(bi)然(ran)要有外(wai)電(dian)源(yuan)為其(qi)供電(dian)。zui典(dian)型的是變(bian)送器(qi)需(xu)要兩(liang)根(gen)電(dian)源(yuan)線，加(jia)上(shang)兩(liang)根(gen)電(dian)流(liu)輸(shu)出線(xian)，共要(yao)接4根線(xian)，稱(cheng)之(zhi)為四(si)線制(zhi)變(bian)送器(qi)。當然(ran)，電(dian)流(liu)輸(shu)出可(ke)以(yi)與電(dian)源(yuan)公用(yong)壹(yi)根(gen)線（公用(yong)VCC或者(zhe)GND），可(ke)節省壹(yi)根(gen)線，稱(cheng)之(zhi)為三(san)線制(zhi)變(bian)送器(qi)。    其(qi)實(shi)大家可(ke)能(neng)註(zhu)意到(dao)， 4-20mA電(dian)流(liu)本身(shen)就可(ke)以(yi)為變(bian)送器(qi)供電(dian)。變(bian)送器(qi)在(zai)電(dian)路中相(xiang)當於壹(yi)個(ge)特(te)殊的(de)負載，特(te)殊之(zhi)處(chu)在(zai)於變(bian)送器(qi)的(de)耗電(dian)電(dian)流(liu)在4~20mA之(zhi)間根(gen)據(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)輸(shu)出而(er)變(bian)化。顯示儀(yi)表只需(xu)要(yao)串(chuan)在(zai)電(dian)路中即(ji)可(ke)。這(zhe)種變(bian)送器(qi)只(zhi)需外接2根線(xian)，因而被稱(cheng)為兩(liang)線(xian)制變(bian)送器(qi)。工業(ye)電(dian)流(liu)環(huan)標準(zhun)下(xia)限(xian)為4mA，因此只(zhi)要在(zai)量程範(fan)圍內(nei)，變(bian)送器(qi)至(zhi)少(shao)有4mA供電(dian)。這(zhe)使(shi)得兩(liang)線(xian)制傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)設計成為可(ke)能(neng)。 在工業(ye)應用(yong)中，測(ce)量點壹(yi)般在現場，而顯示設備或者(zhe)控(kong)制設備壹(yi)般都(dou)在(zai)控(kong)制室(shi)或控(kong)制櫃上(shang)。兩(liang)者(zhe)之(zhi)間距離(li)可(ke)能(neng)數十(shi)至(zhi)數百(bai)米(mi)。按(an)壹(yi)百(bai)米(mi)距離(li)計(ji)算(suan)，省去(qu)2根(gen)導(dao)線(xian)意味著(zhe)成本降(jiang)低近(jin)百元！因此在(zai)應用(yong)中兩(liang)線(xian)制傳(chuan)感(gan)器(qi)必(bi)然(ran)是
輸(shu)出為標準(zhun)信(xin)號的傳(chuan)感(gan)器(qi)。這(zhe)個(ge)術(shu)語有時與傳(chuan)感(gan)器(qi)通(tong)用(yong)。送(song)器(qi)種類(lei)很多(duo),體來(lai)說就(jiu)是由變(bian)送器(qi)發(fa)出壹(yi)種信(xin)號來給二次(ci)儀(yi)表使(shi)二次(ci)儀(yi)表顯示測(ce)量數據(ju)。將物理測(ce)量信(xin)號或普(pu)通電(dian)信(xin)號轉換(huan)為標準(zhun)電(dian)信(xin)號輸(shu)出或能(neng)夠以(yi)通訊(xun)協(xie)議方(fang)式輸(shu)出的(de)設備。壹(yi)般分(fen)為：溫度/濕度變(bian)送器(qi)，壓(ya)力變(bian)送器(qi)，差壓變(bian)送器(qi)，液(ye)位(wei)變(bian)送器(qi)，電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)，電(dian)量變(bian)送器(qi)，流(liu)量變(bian)送器(qi)，重量變(bian)送器(qi)等(deng)。 變(bian)送器(qi)——遵循壹(yi)個(ge)物理定律（或實(shi)驗(yan)數學(xue)模型）將物理量的變(bian)化轉(zhuan)化成4-20mA等(deng)標準(zhun)信(xin)號的裝(zhuang)置。     變(bian)送器(qi)將(jiang)傳(chuan)感(gan)信(xin)號轉換(huan)為統(tong)壹(yi)的(de)標準(zhun)信(xin)號：0/4-20mADC,1-5VDC,0-10VDc    變(bian)送器(qi)：除有傳(chuan)感(gan)的(de)功能(neng)之(zhi)外還(hai)有放(fang)大整形(xing)的(de)功能(neng)，輸(shu)出為標準(zhun)的(de)控(kong)制信(xin)號．如(ru)：４－２０mA      什(shen)麽(me)是變(bian)送器(qi)的(de)二線制和(he)四線(xian)制(zhi)信(xin)號傳(chuan)輸(shu)方(fang)式    二(er)線制(zhi)傳(chuan)輸(shu)方(fang)式中，供電(dian)電(dian)源(yuan)、負載電(dian)阻、變(bian)送器(qi)是串(chuan)聯的，即二(er)根(gen)導(dao)線同時傳(chuan)送(song)變(bian)送器(qi)所需的(de)電(dian)源(yuan)和輸(shu)出電(dian)流(liu)信(xin)號，目前(qian)大多(duo)數變(bian)送器(qi)均為二(er)線制(zhi)變(bian)送器(qi)；四(si)線制方(fang)式中，供電(dian)電(dian)源(yuan)、負載電(dian)阻是分(fen)別與變(bian)送器(qi)相(xiang)連(lian)的(de)，即供電(dian)電(dian)源(yuan)和變(bian)送器(qi)輸(shu)出信(xin)號分(fen)別用(yong)二(er)根(gen)導(dao)線傳(chuan)輸(shu)。......請看變(bian)送器(qi)八問八答。    壹(yi)．什(shen)麽是兩(liang)線(xian)制電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)    什(shen)麽是兩(liang)線(xian)制?兩(liang)線(xian)制有什(shen)麽(me)優(you)點     兩(liang)線(xian)制是指現場變(bian)送器(qi)與控(kong)制室(shi)儀表僅(jin)用(yong)兩(liang)根(gen)導線，這(zhe)兩(liang)根(gen)線既是電(dian)源(yuan)線，又是信(xin)號線。
兩(liang)線(xian)制與三線(xian)制(zhi) (壹(yi)根(gen)正(zheng)電(dian)源(yuan)線，兩(liang)根(gen)信(xin)號線,其(qi)中壹(yi)根(gen)共GND) 和四線制(兩(liang)根(gen)正(zheng)負電(dian)源(yuan)線，兩(liang)根(gen)信(xin)號線,其(qi)中壹(yi)根(gen)GND)相(xiang)比(bi)，兩(liang)線(xian)制的優(you)點是：    
1、不易受(shou)寄(ji)生熱電(dian)偶(ou)和沿(yan)電(dian)線(xian)電(dian)阻壓降(jiang)和溫漂的(de)影響(xiang)，可用(yong)非(fei)常(chang)便(bian)宜(yi)的更細(xi)的(de)導(dao)線(xian)；可(ke)節省大量電(dian)纜(lan)線和安裝(zhuang)費用(yong)；    
2、在(zai)電(dian)流(liu)源輸(shu)出電(dian)阻足夠大時，經磁(ci)場耦(ou)合(he)感(gan)應到(dao)導(dao)線環(huan)路內(nei)的電(dian)壓(ya)，不會產(chan)生(sheng)顯著影(ying)響(xiang)，因為幹(gan)擾(rao)源(yuan)引起的電(dian)流(liu)極小，壹(yi)般利(li)用(yong)雙絞(jiao)線(xian)就(jiu)能(neng)降(jiang)低幹(gan)擾(rao)；兩(liang)線(xian)制與三線(xian)制(zhi)必須(xu)用(yong)屏(ping)蔽線,屏蔽線的屏蔽層(ceng)要(yao)妥善(shan)接地。    
3、電(dian)容性(xing)幹擾(rao)會(hui)導致接收器(qi)電(dian)阻有關(guan)誤差，對於4～20mA兩(liang)線(xian)制環(huan)路，接收器(qi)電(dian)阻通常(chang)為250Ω（取樣Uout=1～5V）這(zhe)個(ge)電(dian)阻小到(dao)不足以(yi)產生(sheng)顯著誤差，因此，可(ke)以(yi)允許(xu)的(de)電(dian)線(xian)長度比電(dian)壓(ya)遙測(ce)系(xi)統(tong)更長更遠；    
4、各個(ge)單臺(tai)示讀(du)裝(zhuang)置或記(ji)錄裝(zhuang)置可以(yi)在電(dian)線(xian)長度不等(deng)的不同通道(dao)間(jian)進行換(huan)接，不因電(dian)線(xian)長度的不等(deng)而造成精度的差異，實(shi)現分(fen)散采(cai)集(ji)，分(fen)散式(shi)采(cai)集的(de)好處(chu)就(jiu)是：分(fen)散采(cai)集(ji)，集中控(kong)制.... 
5、將(jiang)4mA用(yong)於零(ling)電(dian)平(ping)，使(shi)判斷(duan)開(kai)路與短路或傳(chuan)感(gan)器(qi)損(sun)壞(huai)（0mA狀態）十(shi)分(fen)方(fang)便。
6、在(zai)兩(liang)線(xian)輸(shu)出口(kou)非(fei)常(chang)容易(yi)增設壹(yi)兩(liang)只(zhi)防雷防浪湧器(qi)件(jian),有利(li)於安(an)全防雷防爆(bao)。三(san)線制和四線(xian)制變(bian)送器(qi)均不具上(shang)述(shu)優(you)點即(ji)將(jiang)被兩(liang)線(xian)制變(bian)送器(qi)所取代，從國(guo)外的(de)行(xing)業(ye)動態及變(bian)送器(qi)心(xin)片(pian)供求(qiu)量即可略知壹(yi)斑(ban)，電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)在(zai)使(shi)用(yong)時要(yao)安(an)裝(zhuang)在(zai)現場設備的(de)動力線上(shang)，而以(yi)單片(pian)機(ji)為核(he)心的(de)監(jian)測(ce)系(xi)統(tong)則(ze)位(wei)於較(jiao)遠離(li)設備現場的監(jian)控(kong)室(shi)裏(li)，兩(liang)者(zhe)壹(yi)般相(xiang)距幾十(shi)到(dao)幾(ji)百米(mi)甚(shen)至(zhi)更遠。設備現場的環(huan)境較(jiao)為惡(e)劣(lie)，強電(dian)信(xin)號會產(chan)生(sheng)各種電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)，雷電(dian)感(gan)應會產(chan)生強浪湧脈(mai)沖(chong)，在這(zhe)種情(qing)況(kuang)下(xia)，單片(pian)機(ji)應用(yong)系(xi)統(tong)中遇(yu)到(dao)的(de)壹(yi)個(ge)棘(ji)手(shou)問題(ti)就(jiu)是如(ru)何(he)在(zai)惡(e)劣(lie)環(huan)境下(xia)遠距離(li)可(ke)靠(kao)地傳(chuan)送(song)微(wei)小信(xin)號。
??兩(liang)線(xian)制變(bian)送器(qi)件(jian)的出(chu)現使(shi)這(zhe)個(ge)問題(ti)得到(dao)了較(jiao)好地解決。我(wo)們(men)以(yi)DH4-20變(bian)送模塊為核(he)心設計了小型(xing)、價(jia)廉的穿(chuan)孔型兩(liang)線(xian)制電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)。它(ta)具有低(di)失(shi)調電(dian)壓(ya)(＜30?μV)、低電(dian)壓(ya)漂移(＜0.7μV/C°)、超低非(fei)線(xian)性(xing)度(＜0.01%)的特(te)點。它(ta)把(ba)現場設備動力線的電(dian)流(liu)隔離(li)轉(zhuan)換(huan)成4～20?mA的(de)按(an)線性(xing)比例(li)變(bian)化的(de)標準(zhun)電(dian)流(liu)信(xin)號輸(shu)出，然(ran)後通(tong)過壹(yi)對(dui)雙絞(jiao)線(xian)送(song)到(dao)監(jian)測(ce)系(xi)統(tong)的(de)輸(shu)入(ru)接口上(shang)，雙絞(jiao)線(xian)同時也(ye)將(jiang)位(wei)於監(jian)測(ce)系(xi)統(tong)的(de)24V工作(zuo)電(dian)源(yuan)送到(dao)電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)中。測(ce)量信(xin)號和電(dian)源(yuan)在雙絞(jiao)線(xian)上(shang)同時傳(chuan)送(song)，既(ji)省(sheng)去(qu)了昂貴(gui)的傳(chuan)輸(shu)電(dian)纜(lan)，而且(qie)信(xin)號是以(yi)電(dian)流(liu)的形式傳(chuan)輸(shu)，抗幹(gan)擾(rao)能(neng)力得到(dao)極大的加(jia)強。兩(liang)線(xian)制電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)原(yuan)理