美國fairchild仙童變送器的技術(shù)指導(dǎo)
工業(yè)上普遍需要測量各類非電物理量,，例如溫度,、壓力,、速度,、角度等,，都需要轉(zhuǎn)換成模擬量電信號(hào)才能傳輸?shù)綆装倜淄獾目刂剖一蝻@示設(shè)備上,。這種將物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的設(shè)備稱為變送器。工業(yè)上zui廣泛采用的是用4~20mA電流來傳輸模擬量,。   采用電流信號(hào)的原因是不容易受干擾,。并且電流源內(nèi)阻無窮大，導(dǎo)線電阻串聯(lián)在回路中不影響精度,，在普通雙絞線上可以傳輸數(shù)百米,。上限取20mA是因?yàn)榉辣囊螅?0mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限沒有取0mA的原因是為了能檢測斷線：正常工作時(shí)不會(huì)低于4mA,，當(dāng)傳輸線因故障斷路,，環(huán)路電流降為0。常取2mA作為斷線報(bào)警值,。    電流型變送器將物理量轉(zhuǎn)換成4~20mA電流輸出,，必然要有外電源為其供電。zui典型的是變送器需要兩根電源線,，加上兩根電流輸出線,，共要接4根線,，稱之為四線制變送器。當(dāng)然,，電流輸出可以與電源公用一根線（公用VCC或者GND）,，可節(jié)省一根線，稱之為三線制變送器,。    其實(shí)大家可能注意到,， 4-20mA電流本身就可以為變送器供電。變送器在電路中相當(dāng)于一個(gè)特殊的負(fù)載,，特殊之處在于變送器的耗電電流在4~20mA之間根據(jù)傳感器輸出而變化,。顯示儀表只需要串在電路中即可。這種變送器只需外接2根線,，因而被稱為兩線制變送器,。工業(yè)電流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)下限為4mA，因此只要在量程范圍內(nèi),，變送器至少有4mA供電,。這使得兩線制傳感器的設(shè)計(jì)成為可能。    在工業(yè)應(yīng)用中,，測量點(diǎn)一般在現(xiàn)場,，而顯示設(shè)備或者控制設(shè)備一般都在控制室或控制柜上,。兩者之間距離可能數(shù)十至數(shù)百米,。按一百米距離計(jì)算，省去2根導(dǎo)線意味著成本降低近百元,！因此在應(yīng)用中兩線制傳感器必然是

輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器,。這個(gè)術(shù)語有時(shí)與傳感器通用。送器種類很多,體來說就是由變送器發(fā)出一種信號(hào)來給二次儀表使二次儀表顯示測量數(shù)據(jù),。     將物理測量信號(hào)或普通電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出或能夠以通訊協(xié)議方式輸出的設(shè)備,。一般分為：溫度/濕度變送器，壓力變送器,，差壓變送器,，液位變送器，電流變送器,，電量變送器,，流量變送器，重量變送器等,。      變送器——遵循一個(gè)物理定律（或?qū)嶒?yàn)數(shù)學(xué)模型）將物理量的變化轉(zhuǎn)化成4-20mA等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的裝置,。     變送器將傳感信號(hào)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：0/4-20mADC,1-5VDC,0-10VDc    變送器：除有傳感的功能之外還有放大整形的功能，輸出為標(biāo)準(zhǔn)的控制信號(hào)．如：４－２０mA     
什么是變送器的二線制和四線制信號(hào)傳輸方式?    
二線制傳輸方式中,，供電電源,、負(fù)載電阻,、變送器是串聯(lián)的，即二根導(dǎo)線同時(shí)傳送變送器所需的電源和輸出電流信號(hào),，目前大多數(shù)變送器均為二線制變送器,；四線制方式中，供電電源,、負(fù)載電阻是分別與變送器相連的,，即供電電源和變送器輸出信號(hào)分別用二根導(dǎo)線傳輸。 

一．什么是兩線制電流變送器?   
什么是兩線制?兩線制有什么優(yōu)點(diǎn)?    
兩線制是指現(xiàn)場變送器與控制室儀表僅用兩根導(dǎo)線,，這兩根線既是電源線,，又是信號(hào)線。兩線制與三線制 (一根正電源線,，兩根信號(hào)線,其中一根共GND) 和四線制(兩根正負(fù)電源線,，兩根信號(hào)線,其中一根GND)相比，兩線制的優(yōu)點(diǎn)是：    
1,、不易受寄生熱電偶和沿電線電阻壓降和溫漂的影響,，可用非常便宜的更細(xì)的導(dǎo)線；可節(jié)省大量電纜線和安裝費(fèi)用,；    
2,、在電流源輸出電阻足夠大時(shí)，經(jīng)磁場耦合感應(yīng)到導(dǎo)線環(huán)路內(nèi)的電壓,，不會(huì)產(chǎn)生顯著影響,，因?yàn)楦蓴_源引起的電流極小，一般利用雙絞線就能降低干擾,；兩線制與三線制必須用屏蔽線,屏蔽線的屏蔽層要妥善接地,。    
3、電容性干擾會(huì)導(dǎo)致接收器電阻有關(guān)誤差,，對(duì)于4～20mA兩線制環(huán)路,，接收器電阻通常為250Ω（取樣Uout=1～5V）這個(gè)電阻小到不足以產(chǎn)生顯著誤差，因此,，可以允許的電線長度比電壓遙測系統(tǒng)更長更遠(yuǎn),；    
4、各個(gè)單臺(tái)示讀裝置或記錄裝置可以在電線長度不等的不同通道間進(jìn)行換接,，不因電線長度的不等而造成精度的差異,，實(shí)現(xiàn)分散采集，分散式采集的好處就是：分散采集,，集中控制.... 
5,、將4mA用于零電平，使判斷開路與短路或傳感器損壞（0mA狀態(tài)）十分方便,。
6,、在兩線輸出口非常容易增設(shè)一兩只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆,。三線制和四線制變送器均不具上述優(yōu)點(diǎn)即將被兩線制變送器所取代，從國外的行業(yè)動(dòng)態(tài)及變送器心片供求量即可略知一斑,，電流變送器在使用時(shí)要安裝在現(xiàn)場設(shè)備的動(dòng)力線上,，而以單片機(jī)為核心的監(jiān)測系統(tǒng)則位于較遠(yuǎn)離設(shè)備現(xiàn)場的監(jiān)控室里，兩者一般相距幾十到幾百米甚至更遠(yuǎn),。設(shè)備現(xiàn)場的環(huán)境較為惡劣,，強(qiáng)電信號(hào)會(huì)產(chǎn)生各種電磁干擾，雷電感應(yīng)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)浪涌脈沖,，在這種情況下,，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中遇到的一個(gè)棘手問題就是如何在惡劣環(huán)境下遠(yuǎn)距離可靠地傳送微小信號(hào)。
兩線制變送器件的出現(xiàn)使這個(gè)問題得到了較好地解決,。我們以DH4-20變送模塊為核心設(shè)計(jì)了小型,、價(jià)廉的穿孔型兩線制電流變送器。它具有低失調(diào)電壓(＜30?μV),、低電壓漂移(＜0.7μV/C°),、超低非線性度(＜0.01%)的特點(diǎn)。它把現(xiàn)場設(shè)備動(dòng)力線的電流隔離轉(zhuǎn)換成4～20?mA的按線性比例變化的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出,，然后通過一對(duì)雙絞線送到監(jiān)測系統(tǒng)的輸入接口上,，雙絞線同時(shí)也將位于監(jiān)測系統(tǒng)的24V工作電源送到電流變送器中。測量信號(hào)和電源在雙絞線上同時(shí)傳送,，既省去了昂貴的傳輸電纜,，而且信號(hào)是以電流的形式傳輸，抗干擾能力得到極大的加強(qiáng),。兩線制電流變送器原理