幾線制的稱謂,是在兩線制變送器誕生后才有的
。這是電子放大器在儀表中廣泛應(yīng)用的結(jié)果,放大的本質(zhì)就是一種能量轉(zhuǎn)換過程,這就離不開供電。因此最先出現(xiàn)的是四線制的變送器;即兩根線負(fù)責(zé)電源的供應(yīng),另外兩根線負(fù)責(zé)輸出被轉(zhuǎn)換放大的信號(hào)(如電壓、電流等)。DDZ-Ⅱ型電動(dòng)單元組合儀表的出現(xiàn),使供電為220VAC,輸出信號(hào)為0-10mADC的四線制變送器得到了廣泛的應(yīng)用,目前在有些工廠還可見到它的身影。要實(shí)現(xiàn)兩線制變送器必須同時(shí)滿足以下條件
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、變送器的輸出端電壓V等于規(guī)定的最低電源電壓減去電流在負(fù)載電阻和傳輸導(dǎo)線電阻上的壓降。即:V≤Emin-Imax×RLmax2、變送器的正常工作電流I必須小于或等于變送器的輸出電流
。即:I≤Imin3
、變送器的小消耗功率P不能超過下式,通常P<90mW。P 式中Emin為最低電源電壓
如果變送器在設(shè)計(jì)上滿足了上述三個(gè)條件
,就可實(shí)現(xiàn)兩線制傳輸。所謂兩線制即電源、負(fù)載串聯(lián)在二起,有限公共點(diǎn),而現(xiàn)場(chǎng)變送器與控制室儀表之間的信號(hào)聯(lián)絡(luò)及供電僅用兩根電線,這兩根電線既是電源線又是信號(hào)線。兩線制還便于使用安全柵,利于安全防爆。兩線制變送器如圖所示
,其供電為24VDC,輸出信號(hào)為4-20mA,負(fù)載電阻為250Ω,24V電源的負(fù)線電位最低,它就是信號(hào)公共線,對(duì)于智能變送器還可在4-20mA信號(hào)上加載HART協(xié)議的FSK鍵控信號(hào)。由于4-20mADC(1-5VDC)信號(hào)制的普及和應(yīng)用
,在控制系統(tǒng)應(yīng)用中為了便于連接,就要求信號(hào)制的統(tǒng)一,為此要求一些非電動(dòng)單元組合的儀表,如在線分析、機(jī)械量、電量等儀表,能采用輸出為4-20mA信號(hào)制,但是由于其轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜、功耗大等原因四線制變送器如圖所示
有的儀表廠為了減小變送器的體積和重量、并提高抗干擾性能
三線制變送器如圖所示
,所謂三線制就是電源正端用一根線,信號(hào)輸出正端用一根線,電源負(fù)端和信號(hào)負(fù)端共用一根線。其供電大多為24VDC,輸出信號(hào)有4-20mADC,負(fù)載電阻為250Ω或者0-10mADC,負(fù)載電阻為0-1.5kΩ;有的還有毫安和毫伏信號(hào),但負(fù)載電阻或輸入電阻,因輸出電路形式不同而數(shù)值有所不同。以上三個(gè)圖中
,輸入接收儀表的是電流信號(hào),如將電阻RL并聯(lián)接入時(shí),則接收的就是電壓信號(hào)了從上述可看出
要指出的是三線制和四線制變送器輸出的4-20mA信號(hào)