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雙線變送器在遠(yuǎn)程溫度測(cè)量中的應(yīng)用
2024-02-19 3479雙線變送器是許多遠(yuǎn)程溫度測(cè)量應(yīng)用 的理想解決方案。相比傳統(tǒng)溫度測(cè)量 設(shè)備，變送器有一定的優(yōu)勢(shì)，但必須 謹(jǐn)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(yuǎn)程過程的溫度必須 進(jìn)行監(jiān)控。常見的溫度傳感設(shè)備 （例如熱電偶和RTD）會(huì)產(chǎn)生極小 的“信號(hào)”。這些傳感器可以連接 到雙線變送器，變送器將會(huì)放大和 調(diào)節(jié)這種小信號(hào)。調(diào)節(jié)到一個(gè)可用的 級(jí)別之后，此信號(hào)即可通過普通銅線 傳送，并用來驅(qū)動(dòng)其他設(shè)備，例如儀 表、數(shù)據(jù)記錄器、圖表記錄器、計(jì)算 機(jī)或控制器。
運(yùn)行
雙線變送器流過的遠(yuǎn)程直流電源電流 與其傳感器輸入成正比。
具體而言，當(dāng)測(cè)量過程的*低溫度 時(shí)，熱電偶輸入變送器將會(huì)流過直流 電源提供的4 mA電流。然后，當(dāng)溫 度升高時(shí)，雙線變送器將會(huì)按照比例 流過更多電流，直至達(dá)到20 mA。這 個(gè)20 mA信號(hào)與熱電偶的*高傳感溫 度相對(duì)應(yīng)。變送器的內(nèi)部信號(hào)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(hào)將代表的溫 度范圍。
實(shí)際上，在包含遠(yuǎn)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(hào)。這是因?yàn)樾盘?hào)和電 源線已經(jīng)合二為一了（一個(gè)電路身兼 兩種功能）。
優(yōu)勢(shì)
與眾多傳統(tǒng)的溫度測(cè)量方式相比，雙 線變送器有很多優(yōu)勢(shì)。
雙線變送器無需使用交流電源即可 在遠(yuǎn)程位置運(yùn)行。 由于變送器通過 低電量4 ~ 20 mA輸出電流信號(hào) 供電，因此遠(yuǎn)程位置無需額外提 供電源。此外，運(yùn)行所需的普通 24 Vdc信號(hào)是大量?jī)x器生產(chǎn)廠的 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
對(duì)雙線變送器用戶而言，電噪聲和 信號(hào)衰減不成問題。 當(dāng)周圍有電噪 聲時(shí)，變送器的電流輸出信號(hào)自身 會(huì)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(hào)不會(huì)像多數(shù)電壓 信號(hào)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(hào)在 發(fā)送至任何遠(yuǎn)距離位置時(shí)，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(hào)，來自電弧 放電繼電器、電機(jī)和交流電源線的 環(huán)境電噪聲會(huì)加重對(duì)信號(hào)的破壞。 另外，在需要較長(zhǎng)電纜的應(yīng)用中往 往要安裝昂貴的粗電線（因?yàn)檫@樣 可以減少因線路電阻導(dǎo)致信號(hào)電壓 下降所引發(fā)的錯(cuò)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(hào)的抗環(huán)境電噪聲能力相當(dāng) 強(qiáng)，不會(huì)因長(zhǎng)距離傳輸而衰減，即使 通過較小直徑的電線傳輸也不會(huì)。在 系統(tǒng)中增加雙線變送器可以解決必須 提供昂貴的長(zhǎng)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(gè)不同點(diǎn)接地并且 在兩點(diǎn)之間連接了電壓計(jì)，則兩點(diǎn)之 間可以檢測(cè)到電壓差。實(shí)際上，地球 表面的任意兩點(diǎn)之間都可能存在這種 電壓差。當(dāng)嘗試測(cè)量位于遠(yuǎn)程位置的過程時(shí)，此電壓差將會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤的電 流流過線路，這被稱為“接地環(huán)路” 信號(hào)。它會(huì)導(dǎo)致顯示錯(cuò)誤結(jié)果。
為了防止出現(xiàn)這種“接地環(huán)路”錯(cuò)誤，請(qǐng)為您的系統(tǒng)選擇一種隔離式雙線變 送器。這種變送器會(huì)以光電方式將傳 感器信號(hào)與輸出電流環(huán)路隔離。這樣 用戶就可以同時(shí)將傳感器及電流環(huán)路 的一端接地。
變送器特點(diǎn)
變送器通過用于電源和輸出的相同線 路提供雙線輸出。負(fù)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(hào)成正比的 輸出信號(hào)。
雙線變送器允許在靠近傳感器的位置 遠(yuǎn)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(hào)衰減所帶來的影響。
適合現(xiàn)場(chǎng)安裝的堅(jiān)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(jìn)行導(dǎo)軌安裝。
盡管現(xiàn)在推出了與實(shí)際溫度成線性的 新型號(hào)，但多數(shù)雙線變送器都與熱電 偶或RTD產(chǎn)生的電壓信號(hào)成線性。
雙線變送器可以將熱電偶或RTD信號(hào) 轉(zhuǎn)換為4 ~ 20 mA的輸出信號(hào)。某些 型號(hào)將會(huì)轉(zhuǎn)換為RS232C輸出。每種 變送器型號(hào)均提供適用于多種熱電偶 的撥碼開關(guān)選擇，也提供單個(gè)型號(hào)上 的熱電偶和RTD選擇。雙線變送器有 隔離型號(hào)或非隔離型號(hào)，而且 可以通過超過80 ~ 100%（取決于型號(hào)）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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