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雙線變送器在遠程溫度測量中的應(yīng)用
2024-05-19 3708雙線變送器是許多遠程溫度測量應(yīng)用 的理想解決方案。相比傳統(tǒng)溫度測量 設(shè)備，變送器有一定的優(yōu)勢，但必須 謹慎選擇，以避免出現(xiàn)“接地環(huán)路” 問題。
用途
在許多情況下，遠程過程的溫度必須 進行監(jiān)控。常見的溫度傳感設(shè)備 （例如熱電偶和RTD）會產(chǎn)生極小 的“信號”。這些傳感器可以連接 到雙線變送器，變送器將會放大和 調(diào)節(jié)這種小信號。調(diào)節(jié)到一個可用的 級別之后，此信號即可通過普通銅線 傳送，并用來驅(qū)動其他設(shè)備，例如儀 表、數(shù)據(jù)記錄器、圖表記錄器、計算 機或控制器。
運行
雙線變送器流過的遠程直流電源電流 與其傳感器輸入成正比。
具體而言，當(dāng)測量過程的*低溫度 時，熱電偶輸入變送器將會流過直流 電源提供的4 mA電流。然后，當(dāng)溫 度升高時，雙線變送器將會按照比例 流過更多電流，直至達到20 mA。這 個20 mA信號與熱電偶的*高傳感溫 度相對應(yīng)。變送器的內(nèi)部信號調(diào)節(jié)電 路（供電電流介于4 ~ 20 mA之間） 可以確定輸出電流信號將代表的溫 度范圍。
實際上，在包含遠程電源和處理設(shè)備 的串行電路中，只需兩根銅線來連接 變送器輸出信號。這是因為信號和電 源線已經(jīng)合二為一了（一個電路身兼 兩種功能）。
優(yōu)勢
與眾多傳統(tǒng)的溫度測量方式相比，雙 線變送器有很多優(yōu)勢。
雙線變送器無需使用交流電源即可 在遠程位置運行。 由于變送器通過 低電量4 ~ 20 mA輸出電流信號 供電，因此遠程位置無需額外提 供電源。此外，運行所需的普通 24 Vdc信號是大量儀器生產(chǎn)廠的 標(biāo)準(zhǔn)信號。
對雙線變送器用戶而言，電噪聲和 信號衰減不成問題。 當(dāng)周圍有電噪 聲時，變送器的電流輸出信號自身 會產(chǎn)生很高的抗擾性。通常情況下， 輸出電流中出現(xiàn)的任何噪聲都可以 通過接收設(shè)備的共模抑制消除。另 外，電流輸出信號不會像多數(shù)電壓 信號那樣隨著距離而變化 （減弱）。
使用雙線變送器可以大幅降低電纜 成本。 熱電偶產(chǎn)生的低電壓信號在 發(fā)送至任何遠距離位置時，幾乎總 是需要使用屏蔽電纜。如果使用非 屏蔽電 纜傳送這些信號，來自電弧 放電繼電器、電機和交流電源線的 環(huán)境電噪聲會加重對信號的破壞。 另外，在需要較長電纜的應(yīng)用中往 往要安裝昂貴的粗電線（因為這樣 可以減少因線路電阻導(dǎo)致信號電壓 下降所引發(fā)的錯誤）。
普通銅線可用來連接雙線變送器系統(tǒng) 中的所有相關(guān)設(shè)備。4 ~ 20 mA電流 輸出信號的抗環(huán)境電噪聲能力相當(dāng) 強，不會因長距離傳輸而衰減，即使 通過較小直徑的電線傳輸也不會。在 系統(tǒng)中增加雙線變送器可以解決必須 提供昂貴的長線以及大量屏蔽措施這 一問題。
接地環(huán)路問題
如果將接地棒在兩個不同點接地并且 在兩點之間連接了電壓計，則兩點之 間可以檢測到電壓差。實際上，地球 表面的任意兩點之間都可能存在這種 電壓差。當(dāng)嘗試測量位于遠程位置的過程時，此電壓差將會引發(fā)錯誤的電 流流過線路，這被稱為“接地環(huán)路” 信號。它會導(dǎo)致顯示錯誤結(jié)果。
為了防止出現(xiàn)這種“接地環(huán)路”錯誤，請為您的系統(tǒng)選擇一種隔離式雙線變 送器。這種變送器會以光電方式將傳 感器信號與輸出電流環(huán)路隔離。這樣 用戶就可以同時將傳感器及電流環(huán)路 的一端接地。
變送器特點
變送器通過用于電源和輸出的相同線 路提供雙線輸出。負載電阻與直流電 源采用串聯(lián)方式，電源輸出的電流是 4 ~ 20 mA，或與輸入信號成正比的 輸出信號。
雙線變送器允許在靠近傳感器的位置 遠程安裝變送器，以*大程度地減小 低電平傳感器輸出比較敏感的噪聲和 信號衰減所帶來的影響。
適合現(xiàn)場安裝的堅固耐用的金屬外殼 可提供螺絲輸入輸出端子，而且很環(huán) 保。這種外殼可以表面安裝，或者在 標(biāo)準(zhǔn)繼電器上進行導(dǎo)軌安裝。
盡管現(xiàn)在推出了與實際溫度成線性的 新型號，但多數(shù)雙線變送器都與熱電 偶或RTD產(chǎn)生的電壓信號成線性。
雙線變送器可以將熱電偶或RTD信號 轉(zhuǎn)換為4 ~ 20 mA的輸出信號。某些 型號將會轉(zhuǎn)換為RS232C輸出。每種 變送器型號均提供適用于多種熱電偶 的撥碼開關(guān)選擇，也提供單個型號上 的熱電偶和RTD選擇。雙線變送器有 隔離型號或非隔離型號，而且 可以通過超過80 ~ 100%（取決于型號）的 傳感器范圍調(diào)零和量程調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)輸 出范圍。
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