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什么叫二线制(两线制)电流压力变送器如何定

文章作者:红旗仪表(江苏)有限公司发布时间:2019-10-31

压力变送器的输出包括电压电流跟频率或者数字等输出形式其中二线制4-20mA输出目前应用zui广泛。若想对二线制4-20mA输出的电流压力变送器(工业上也称之为压力传感器)有更好的了解必须要先知道什么叫做二线制以及二线制的优点跟接线方法,我们知道二线制是目前工业上zui长用zui流行的接线方法,那么二线制4-20mA输出的压力变送器如何接线如何工作呢?下面的回答希望您能满意。
一.什么是两线制电流变送器?什么是两线制?两线制有什么优点?
    两线制是指现场变送器与控制室仪表仅用两根导线,这两根线既是电源线,又是信号线。两线制与三线制(一根正电源线,两根信号线,其中一根共GND) 和四线制(两根正负电源线,两根信号线,其中一根GND)相比,两线制的优点是:1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温度的影响,可用非常便宜的更细的导线;可节省大量电缆线和安装费用;2、在电流源输出电阻足够大时,经磁场耦合感应到导线环路内的电压,不会产生显著影响,因为干扰源引起的电流极小,一般利用双绞线就能降低干扰;两线制与三线制必须用屏蔽线,屏蔽线的屏蔽层要妥善接地。3、电容性干扰会导致接收器电阻有关误差,对于4~20mA两线制环路,接收器电阻通常为250Ω(取样Uout=1~5V)这个电阻小到不足以产生显著误差,因此,可以允许的电线长度比电压遥测系统更长更远;4、各个单台示读装置或记录装置可以在电线长度不等的不同通道间进行换接,不因电线长度的不等而造成精度的差异,实现分散采集, 分散式采集的好处就是:分散采集,集中控制….5、将4mA用于零电平,使判断开路与短路或传感器损坏0mA状态十分方便。6,在两线输出口非常容易增设一两只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。
    三线制和四线制变送器均不具上述优点即将被两线制变送器所取代,从国外的行业动态及变送器心片供求量即可略知一斑,电流变送器在使用时要安装在现场设备的动力线上,而以单片机为核心的监测系统则位于较远离设备现场的监控室里,两者一般相距几十到几百米甚至更远。设备现场的环境较为恶劣,强电信号会产生各种电磁干扰,雷电感应会产生强浪涌脉冲,在这种情况下,单片机应用系统中遇到的一个棘手问题就是如何在恶劣环境下远距离可靠地传送微小信号。
  两线制变送器件的出现使这个问题得到了较好地解决。我们以DH4-20变送模块为核心设计了小型、价廉的穿孔型两线制电流变送器。它具有低失调电压(<30μV)、低电压漂移(<0.7μV/C°)、超低非线性度(<0.01%)的特点。它把现场设备动力线的电流隔离转换成4~20mA的按线性比例变化的标准电流信号输出,然后通过一对双绞线送到监测系统的输入接口上,双绞线同时也将位于监测系统的24V工作电源送到电流变送器中。测量信号和电源在双绞线上同时传送,既省去了昂贵的传输电缆,而且信号是以电流的形式传输,抗干扰能力得到极大的加强。
二.电流变送器的4-20mA输出如何转换? 两线制电流变送器的输出为4~20 mA,通过250 Ω的精密电阻转换成1~5V或2-10V的模拟电压信号.转换成数字信号有多种方法,如果系统是在环境较为恶劣的工业现场长期使用,因此需考虑硬件系统工作的安全性和可靠性。系统的输入模块采用压频转换器件LM231将模拟电压信号转换成频率信号,用光电耦合器件TL117进行模拟量与数字量的隔离。同时模拟信号处理电路与数字信号处理电路分别使用两组独立的电源,模拟地与数字地相互分开,这样可提高系统工作的安全性。利用压频转换器件LM231也有一定的抗高频干扰的作用。
三.电流输出型与电压输出型有哪些优劣比较?在单片机控制的许多应用场合,都要使用变送器来将单片机不能直接测量的信号转换成单片机可以处理的电模拟信号,如电流变送器,压力变送器、温度变送器、流量变送器等。早期的变送器大多为电压输出型,即将测量信号转换为0-5V电压输出,这是运放直接输出,信号功率<0.05W,通过模拟/数字转换电路转换数字信号供单片机读取、控制。但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合,电压输出型传感器的使用受到了极大限制,暴露了抗干扰能力较差,线路损耗破坏了精度等等等缺点,而两线制电流输出型变送器以其具有极高的抗干扰能力得到了广泛应用。电压输出型变送器抗干扰能力极差,线路损耗的破坏,谈不上精度有多高,有时输出的直流电压上还叠加有交流成分,使单片机产生误判断,控制出现错误,严重时还会损坏设备,输出0'-5V不能远传,远传后线路压降大,度大打折扣。现在很多的ADC,PLC,DCS的输入信号端口都作成两线制电流输出型变送器4-20mA的,证明了电压输出型变送器被淘汰的必然趋势。
四.4~20mA电流输出型到接口一般有哪些处理方法?
  电流输出型变送器的输出范围常用的有0~20mA及4~20mA两种,电流变送器输出zui小电流及zui大电流时,分别代表电流变送器所标定的zui小及zui大额定输出值。下面以测量范围为以0~10'0'A的电流变送器为例进行叙述。对于输出0~20mA的变送器0mA电流对应输入0'A值,输出4~20mA的变送器4mA电流对应输入0A值,两类传感器的20mA电流都对应10'0'A值。对于输出0~20mA的变送器,在电路设计上我们只需选择合适的降压电阻,在A/D转换器输入接口直接将电阻上的0'-5V或0'-10'V电压转换为数字信号即可,电路调试及数据处理都比较简单。但劣势是无法判别变送器的损坏,无法辨别变送器输出开路和短路。对于输出4~20mA的变送器,电路调试及数据处理上都比较烦琐。但这种变送器能够在变送器线路不通时,短路时或损坏时通过能否检测到正常范围内的电流(正常时zui小值也有4mA),来判断电路是否出现故障,变送器是否损坏,因此得到更为广泛普遍的使用。由于4~20mA变送器输出4mA时,在取样电阻上的电压不等于0,直接经模拟数字转换电路转换后的数字量也不为0,单片机无法直接利用,通过公式计算过于复杂。因此一般的处理方法是通过硬件电路将4mA在取样电阻上产生的电压降消除,再进行A/D转换。这类硬件电路首推RCV420,是一种精密的I/V转换电路, 还有应用LM258自搭的I/V转换电路,这个电路由两线制电流变送器产生的4~20mA电流与24V以及取样电阻形成电流回路,从而在取样电阻上产生一个1-5V压降,并将此电压值输入到放大器LM258的3脚。电阻分压电路用来在集成电路LM258的2脚产生一个固定的电压值,用于抵消在取样电阻上4mA电流产生的压降。所以当两线制电流变送器为zui小值4mA时,LM258的3脚与2脚电压差基本为0V。LM258与其相连接的电阻构成可调整电压放大电路,将两线制电流变送器电流在取样电阻上的电压值进行放大并通过LM258的1脚输出至模拟/数字转换电路,供单片机CPU读入,通过数据处理方法将两线制电流变送器的4-20mA电流在LCD/LED屏幕上以0-100A值的形式显示出来。

简单介绍:
HQ-2088法兰式压力变送器是加装焊接密封隔离膜片结构而形成的。它的焊接密封隔离膜片装置具 食品、饮料、医药卫生、造纸等卫生工业领域HQ-2088压力变送器是加装焊接密封隔离膜片结构而形成的。它的焊接密封隔离膜片装置具有多种不同过程连接结构形式,特别适用于高温、高粘度、结晶状介质及易堵塞场合的压力测量,也适用于卫生、医药场合的压力测量。 典型应用: 食品、饮料、医药卫生、造纸等卫生工业领域
详情介绍:


介绍:
HQ-2088法兰压力变送器是加装焊接密封隔离膜片结构而形成的。它的焊接密封隔离膜片装置具有多种不同过程连接结构形式,特别适用于高温、高粘度、结晶状介质及易堵塞场合的压力测量,也适用于卫生、医药场合的压力测量。
典型应用:
食品、饮料、医药卫生、造纸等卫生工业领域
 
HQ-2088法兰式压力变送器技术性能:
清洁平面型隔离膜片,符合国际3A卫生标
采用陶瓷电容压力传感器或扩散硅压力传感器
量程:0-4KPa~35MPa
电源:15-36VDC
温度漂移:0.02%FS/°C
精度:0.25%
外壳防护:IP65
电气连接:电缆式\霍斯曼接头\2088壳体\防水盒式可选
温度:电子线路板工作在 -40~85℃;敏感元件工作在 -40~104℃;储存温度 -40~85℃;带数字显示 -25~65℃(正常运行);-40~85℃(无损坏);
相对湿度:0~95%
稳定性:*大量程范围的±0.25%/6个月
振动影响:在任意轴向上,频率为200Hz,误差为*大量程范围的±0.05%/g
负载影响:只要输入变送器的电压高于12V,在负载工作区内无负载影响。
安装位置影响:*大可产生不大于0.25kPa的零位误差,可通过校正消除这个误差,对量程无影响;测量本体相对法兰转动无影响。
HQ-2088法兰式压力变送器说明:
1)若测量压力有过载,请给出过载压力值。
2)被测介质温度持续高达130℃或低于-20℃,建议用温度隔离器或毛细管结构,以保证传感器不受损坏

产品选型
HQ2088口口S口 P口C口V口法兰式压力变送器
HQ2088
法兰式压力变送器
 
测量形式(注明量程)
 
G、表压  A、优良压力  B、密封压力(注明参考压力值)
膜片材料
 
K、扩散硅(默认) T、陶瓷压阻  P、陶瓷电容
E口
输出信号
 
1、二线制(4~20)mA   2、HART协议输出   3、1-5V低功耗   4、其它注明
A口
精度
 
 
1、0.1  2、0.25  3、0.5
C口
过程连接方式
 
1、外螺纹M20×1.5(默认)  2、外螺纹G1/2  3、外螺纹NPT1/2 4、齐平膜   5、其它注明
D口
显示方式
 
1、  无显示(默认)  2、0~100%线性指示  3、LCD数字量程显示(液晶)  4、LCD数字0~100%显示(液晶)  5、LED数字0~100%显示(数码管)
R口
其它
 
1、本安型  2、隔爆型  3、阻尼  4、用户约定













































HQ-2088法兰式压力变送器安装示意图

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