美(mei)國fairchild仙童(tong)變(bian)送(song)器專(zhuan)業(ye)技(ji)術指導

美(mei)國fairchild仙童(tong)變(bian)送(song)器專(zhuan)業(ye)技(ji)術指導
工業(ye)上普遍需要測(ce)量各類非電物理量，例如(ru)溫(wen)度(du)、壓(ya)力、速度、角度(du)等(deng)，都需要轉(zhuan)換(huan)成模(mo)擬量電信號才(cai)能傳輸(shu)到幾(ji)百米外(wai)的(de)控制室(shi)或顯(xian)示(shi)設備上。這種將(jiang)物理量轉換(huan)成電(dian)信號的(de)設備稱為變(bian)送(song)器。工業(ye)上zui廣(guang)泛采(cai)用(yong)的(de)是(shi)用(yong)4~20mA電流(liu)來(lai)傳輸(shu)模(mo)擬量。   采(cai)用(yong)電流(liu)信號的(de)原因(yin)是(shi)不容易(yi)受(shou)幹擾。並(bing)且電流(liu)源(yuan)內(nei)阻無窮(qiong)大(da)，導線電(dian)阻串聯在回(hui)路(lu)中(zhong)不影響(xiang)精度，在(zai)普通(tong)雙(shuang)絞線上可(ke)以(yi)傳輸(shu)數(shu)百米。上限取(qu)20mA是(shi)因為防爆(bao)的(de)要求：20mA的(de)電流(liu)通(tong)斷引(yin)起(qi)的(de)火花能量不足(zu)以(yi)引(yin)燃瓦斯。下限沒(mei)有(you)取(qu)0mA的(de)原因(yin)是(shi)為了能檢測(ce)斷線(xian)：正(zheng)常工作時(shi)不會低於(yu)4mA，當傳輸(shu)線因(yin)故(gu)障(zhang)斷路(lu)，環(huan)路(lu)電(dian)流(liu)降(jiang)為0。常取(qu)2mA作為斷線(xian)報警值。    電流(liu)型(xing)變(bian)送(song)器將(jiang)物理量轉換(huan)成4~20mA電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)，必(bi)然(ran)要有(you)外(wai)電(dian)源為其(qi)供電(dian)。zui典型的(de)是(shi)變(bian)送(song)器需要兩(liang)根(gen)電源線，加(jia)上兩根(gen)電流(liu)輸(shu)出(chu)線(xian)，共(gong)要接(jie)4根線(xian)，稱之為四線制變(bian)送(song)器。當然(ran)，電流(liu)輸(shu)出(chu)可(ke)以(yi)與電(dian)源(yuan)公(gong)用(yong)壹根線(xian)（公(gong)用(yong)VCC或者(zhe)GND），可(ke)節省壹根(gen)線，稱(cheng)之(zhi)為三線(xian)制變(bian)送(song)器。    其(qi)實大(da)家(jia)可(ke)能註(zhu)意到(dao)， 4-20mA電流(liu)本(ben)身就(jiu)可(ke)以(yi)為變(bian)送(song)器供電。變(bian)送(song)器在電路(lu)中(zhong)相(xiang)當於(yu)壹個(ge)特殊(shu)的(de)負載(zai)，特殊(shu)之處在(zai)於(yu)變(bian)送(song)器的(de)耗電(dian)電(dian)流(liu)在(zai)4~20mA之(zhi)間(jian)根(gen)據傳感(gan)器輸出而變(bian)化。顯(xian)示(shi)儀(yi)表(biao)只需要串在電路(lu)中(zhong)即可(ke)。這(zhe)種變(bian)送(song)器只需外(wai)接(jie)2根線(xian)，因而被稱為兩線制變(bian)送(song)器。工業(ye)電(dian)流(liu)環(huan)標(biao)準(zhun)下限為4mA，因此(ci)只要在(zai)量程範(fan)圍內(nei)，變(bian)送(song)器至少有4mA供電。這使(shi)得(de)兩(liang)線制傳感(gan)器的(de)設計成為可(ke)能。    在工業(ye)應(ying)用(yong)中(zhong)，測(ce)量點壹(yi)般在現(xian)場(chang)，而顯(xian)示(shi)設備或者(zhe)控制設備壹般都在控制室(shi)或控制櫃上。兩者(zhe)之(zhi)間(jian)距(ju)離(li)可(ke)能數(shu)十至數(shu)百米。按(an)壹(yi)百米(mi)距(ju)離(li)計(ji)算，省去2根(gen)導線意味著(zhe)成本(ben)降低近(jin)百元(yuan)！因(yin)此(ci)在應(ying)用(yong)中(zhong)兩線(xian)制傳感(gan)器必然是(shi)

輸出(chu)為標準信號的(de)傳感(gan)器。這個(ge)術語(yu)有(you)時(shi)與傳感(gan)器通(tong)用(yong)。送器種類很(hen)多(duo),體來(lai)說就(jiu)是(shi)由變(bian)送(song)器發出(chu)壹(yi)種信號來(lai)給(gei)二(er)次(ci)儀(yi)表(biao)使(shi)二(er)次(ci)儀(yi)表(biao)顯(xian)示(shi)測(ce)量數(shu)據。     將(jiang)物理測(ce)量信號或(huo)普通(tong)電(dian)信號轉(zhuan)換(huan)為標準電信號輸(shu)出(chu)或能夠以(yi)通(tong)訊(xun)協議方(fang)式輸出(chu)的(de)設備。壹般分為：溫度/濕度變(bian)送(song)器，壓力變(bian)送(song)器，差壓變(bian)送(song)器，液位變(bian)送(song)器，電流(liu)變(bian)送(song)器，電量變(bian)送(song)器，流(liu)量變(bian)送(song)器，重量變(bian)送(song)器等。      變(bian)送(song)器——遵循壹個(ge)物理定律（或(huo)實驗(yan)數(shu)學模(mo)型）將(jiang)物理量的(de)變(bian)化轉(zhuan)化成(cheng)4-20mA等(deng)標(biao)準(zhun)信號的(de)裝置(zhi)。     變(bian)送(song)器將(jiang)傳感(gan)信號轉(zhuan)換(huan)為統壹的(de)標準(zhun)信號：0/4-20mADC,1-5VDC,0-10VDc    變(bian)送(song)器：除有傳感(gan)的(de)功(gong)能之外(wai)還(hai)有放(fang)大(da)整(zheng)形(xing)的(de)功(gong)能，輸出為標準的(de)控制信號．如(ru)：４－２０mA     
什(shen)麽(me)是(shi)變(bian)送(song)器的(de)二(er)線(xian)制和(he)四線(xian)制信號傳輸(shu)方式(shi)?    
二(er)線(xian)制傳輸(shu)方式(shi)中(zhong)，供電(dian)電源、負(fu)載(zai)電阻、變(bian)送(song)器是(shi)串聯的(de)，即二(er)根(gen)導線同(tong)時(shi)傳送(song)變(bian)送(song)器所(suo)需的(de)電源(yuan)和(he)輸出(chu)電流(liu)信號，目(mu)前(qian)大(da)多(duo)數(shu)變(bian)送(song)器均為二(er)線(xian)制變(bian)送(song)器；四線制方式中(zhong)，供電(dian)電源、負(fu)載(zai)電阻是(shi)分別(bie)與(yu)變(bian)送(song)器相(xiang)連(lian)的(de)，即供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)和(he)變(bian)送(song)器輸出信號分(fen)別(bie)用(yong)二(er)根(gen)導線傳輸(shu)。   

壹．什(shen)麽是(shi)兩線(xian)制電流(liu)變(bian)送(song)器?   
什麽是(shi)兩線(xian)制?兩線制有什麽優(you)點?    
兩線制是(shi)指現場(chang)變(bian)送(song)器與控制室(shi)儀(yi)表(biao)僅用(yong)兩根導線，這(zhe)兩根(gen)線既是(shi)電源(yuan)線(xian)，又(you)是(shi)信號線(xian)。兩(liang)線制與三線(xian)制 (壹根正電(dian)源線，兩根(gen)信號線(xian),其(qi)中(zhong)壹根(gen)共GND) 和(he)四線(xian)制(兩根正負(fu)電源線，兩(liang)根信號線(xian),其(qi)中(zhong)壹根(gen)GND)相(xiang)比(bi)，兩(liang)線(xian)制的(de)優點(dian)是(shi)：    
1、不易(yi)受(shou)寄生熱(re)電偶和(he)沿(yan)電線(xian)電(dian)阻壓降(jiang)和(he)溫漂(piao)的(de)影響(xiang)，可(ke)用(yong)非常便(bian)宜(yi)的(de)更細(xi)的(de)導線；可(ke)節省大(da)量電纜(lan)線(xian)和(he)安(an)裝費(fei)用(yong)；    
2、在電流(liu)源(yuan)輸(shu)出(chu)電(dian)阻足(zu)夠大(da)時(shi)，經(jing)磁(ci)場(chang)耦合感(gan)應(ying)到(dao)導線環(huan)路(lu)內(nei)的(de)電壓(ya)，不會產生(sheng)顯(xian)著(zhu)影(ying)響(xiang)，因(yin)為幹擾源(yuan)引(yin)起(qi)的(de)電流(liu)極(ji)小(xiao)，壹般利用(yong)雙(shuang)絞線就(jiu)能降低幹擾；兩(liang)線制與三線(xian)制必須用(yong)屏蔽(bi)線(xian),屏蔽(bi)線(xian)的(de)屏蔽(bi)層要妥(tuo)善(shan)接(jie)地。    
3、電(dian)容性幹擾會(hui)導致接(jie)收器電阻有關(guan)誤差，對於(yu)4～20mA兩線(xian)制環路(lu)，接(jie)收器電阻通(tong)常(chang)為250Ω（取(qu)樣(yang)Uout=1～5V）這(zhe)個(ge)電阻小(xiao)到不足(zu)以(yi)產生(sheng)顯(xian)著(zhu)誤(wu)差(cha)，因(yin)此(ci)，可(ke)以(yi)允許(xu)的(de)電線(xian)長度比電壓(ya)遙測(ce)系統更(geng)長更遠(yuan)；    
4、各(ge)個(ge)單(dan)臺(tai)示讀裝置(zhi)或(huo)記錄裝置(zhi)可(ke)以(yi)在電(dian)線(xian)長度不等的(de)不同(tong)通(tong)道(dao)間(jian)進行(xing)換(huan)接(jie)，不因電線長度的(de)不等而造成精度的(de)差異，實(shi)現分散(san)采(cai)集(ji)，分散(san)式采(cai)集(ji)的(de)好處就(jiu)是(shi)：分散(san)采(cai)集(ji)，集(ji)中(zhong)控制.... 
5、將(jiang)4mA用(yong)於零電(dian)平(ping)，使(shi)判(pan)斷開(kai)路(lu)與(yu)短(duan)路(lu)或(huo)傳感(gan)器損(sun)壞（0mA狀(zhuang)態(tai)）十(shi)分方便(bian)。
6、在(zai)兩線(xian)輸(shu)出口(kou)非(fei)常(chang)容易(yi)增(zeng)設壹兩只防雷(lei)防(fang)浪湧器件,有利(li)於安(an)全防雷(lei)防爆(bao)。

三線(xian)制和(he)四線(xian)制變(bian)送(song)器均不具(ju)上述優(you)點即(ji)將(jiang)被兩(liang)線(xian)制變(bian)送(song)器所(suo)取(qu)代(dai)，從(cong)國(guo)外(wai)的(de)行(xing)業(ye)動(dong)態(tai)及變(bian)送(song)器心片供求量即可(ke)略(lve)知(zhi)壹(yi)斑，電(dian)流(liu)變(bian)送(song)器在使(shi)用(yong)時(shi)要安(an)裝在(zai)現(xian)場設備的(de)動力(li)線(xian)上，而以(yi)單(dan)片機為核(he)心的(de)監測(ce)系統則位於(yu)較(jiao)遠(yuan)離(li)設備現場的(de)監控室(shi)裏，兩者(zhe)壹(yi)般相(xiang)距(ju)幾(ji)十到幾(ji)百米甚至更遠(yuan)。設備現場的(de)環境(jing)較(jiao)為惡劣，強(qiang)電(dian)信號會(hui)產生(sheng)各種電磁(ci)幹擾，雷(lei)電感(gan)應(ying)會(hui)產生(sheng)強浪湧脈沖，在(zai)這(zhe)種情況(kuang)下，單(dan)片機應(ying)用(yong)系統中(zhong)遇到(dao)的(de)壹個(ge)棘(ji)手(shou)問(wen)題就是(shi)如(ru)何(he)在(zai)惡劣環(huan)境(jing)下遠(yuan)距(ju)離(li)可(ke)靠(kao)地傳送(song)微(wei)小(xiao)信號。
兩(liang)線(xian)制變(bian)送(song)器件的(de)出現(xian)使(shi)這(zhe)個(ge)問題(ti)得(de)到(dao)了較(jiao)好地解(jie)決。我們以(yi)DH4-20變(bian)送(song)模(mo)塊(kuai)為核(he)心設計了小(xiao)型、價(jia)廉的(de)穿孔型兩線制電流(liu)變(bian)送(song)器。它具(ju)有(you)低失調電壓(＜30?μV)、低電(dian)壓(ya)漂移(yi)(＜0.7μV/C°)、超(chao)低非(fei)線(xian)性度(＜0.01%)的(de)特點(dian)。它(ta)把(ba)現(xian)場(chang)設備動力線的(de)電流(liu)隔(ge)離(li)轉(zhuan)換(huan)成4～20?mA的(de)按線(xian)性(xing)比(bi)例(li)變(bian)化的(de)標準(zhun)電(dian)流(liu)信號輸(shu)出(chu)，然後(hou)通(tong)過(guo)壹對雙(shuang)絞線送(song)到監(jian)測(ce)系統的(de)輸入(ru)接(jie)口(kou)上，雙(shuang)絞線同(tong)時(shi)也(ye)將(jiang)位於(yu)監測(ce)系統的(de)24V工作電(dian)源送到(dao)電(dian)流(liu)變(bian)送(song)器中(zhong)。測(ce)量信號和(he)電源(yuan)在雙(shuang)絞線上同(tong)時(shi)傳送(song)，既省去了昂(ang)貴的(de)傳輸(shu)電纜(lan)，而(er)且信號是(shi)以(yi)電流(liu)的(de)形(xing)式(shi)傳輸(shu)，抗幹擾能力得(de)到(dao)極大(da)的(de)加(jia)強。