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二线制变送器原理

时间:2024-12-16      阅读:2

以下是本人对二线制变送器的一些看法,有说的不对的地方欢迎大家指正: 二线制变送器是通过信号线提供驱动电源的变送器,采用二线制变送器可以节省电源线。 二线制变送器首先被差压变送器采用。差压变送器一般分散分布在庞大的工厂内,采用二线制变送器,大

以下是本人对二线制变送器的一些看法,有说的不对的地方欢迎大家指正:
      二线制变送器是通过信号线提供驱动电源的变送器,采用二线制变送器可以节省电源线。 二线制变送器首先被差压变送器采用。差压变送器一般分散分布在庞大的工厂内,采用二线制变送器,大幅降低了施工费用。 二线制变送器和4线制不同之处在于它可以大幅度节省电源线的费用。例如在露天分布有大量储藏罐的罐区,由于储藏罐分布得很散,而且很多都不能接电源,这种情况下采用无需供电的二线制变送器非常方便。二线制变送器的信号是大家已经很熟悉的DC4-20mA直流电流信号。该DC4-20mA直流电流信号抗噪讯能力很强,即使在有电力设备的环境下都可以保证信号的稳定传送。如果采用电压信号,例如DC0-10V的信号线上加上10V的噪讯电压10V,信号线上的信号将增加一倍。而二线制变送器的输出端子测得变送器内部的阻抗值至少有1MΩ,因此噪讯电压10V加在受信阻抗上的电流值I:I(A)=10(V)/10^6 =10^-5 (A)=0.01mA,相对于量程20mA,影响只有1/2000。这是二线制变送器之处。
      二线制变送器的接线如图1所示。信号回路上是4-20mA的电流信号。二线制变送器利用输入信号0%对应4mA的直流电流动作。信号为99%时,变送器就在4mA上加上16mA将回路的信号控制在20mA。二线制变送器内部控制使输入信号和4-20mA的输出信号成正比。因为二线制变送器本身有V1的压降,所以信号回路内的受信阻抗的值为(DC24V-V 1)/20mA(图1)。


 

于二线制变送器是如何实现输入信号和输出的4-20mA线性对应的,可以参考一些国外的电流环芯片的框图。这里再贴上BB公司(现属于TI公司)的几款电流环芯片的框图,供大家设计或应用时参考。有兴趣的可以利用模拟电子的知识先分析下以下几个框图的原理,再用分立元件按图自行搭制电路测试,这样就可以更加透彻的了解二线制变送器是如何进行信号转换的了。建议从XTR115框图入手分析,进而分析XTR105,XTR101框图。


此主题相关图片如下,点击图片看大图:
 


XTR105的内部框图

这种隔离方法的缺点是要求1组隔离的双电源来给输入端供电,这样成本就会增加,系统也更加复杂,与二线制的节省成本,降低费用是背道而驰的。现在向大家推荐一款国产的二线制隔离配电芯片RS 1119,使用该芯片可以简化二线制变送器的隔离电路,大大减少二线制变送器的隔离费用,在使整个系统的可靠性提高的情况下再降低成本。

 

二线制隔离配电芯片RS 1119使用非常方便,直接将图1所示电路改成图2所示接法即可实现信号的隔离,线性和精度都可以保证在0.2级以内。由于RS 1119本身会消耗能量,所以在电流环路上就会产生3~4V的压降,因此信号回路内的受信阻抗的值为(DC24V-4V-V 1)/20mA(图2)。一般二线制变送器的V1在12V就可以正常工作,所以增加了二线制隔离配电芯片RS 1119后二线制回路可驱动的电阻为400欧姆,远大于标准的250欧姆。所以说使用二线制隔离配电芯片RS 1119可以降低二线制变送器的隔离成本,使整个采集系统也变得简洁易于维护.

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