仪表接线与差分电路
电流的分流规律及电流表和电压表的连接方式
串联连接：电流表与待测电路串联，测量整个电路的电流
并联连接：电流表与待测电路并联，测量流过待测电路的电流
串并联混合连接：电流表一部分与待测电路串联，另一部分与待测电路并联，测量整个电路的电流
注意事项：串并联混合连接时，应注意电流表的量程选择和接线方式，避免测量误差和损坏电流表
电流表的种类：直流电流表、交流电流表
电流表：测量电流
电压表：测量电压
电流表和电压表在使用时都需要接入电路中，但电流表需要串联在电路中，而电压表需要并联在电路中。
电流表和电压表在使用时都需要选择合适的量程，以避免损坏仪表或测量误差过大。
电流表和电压表在使用时都需要注意正负极的连接，以避免测量结果出现误差。
电流表和电压表在使用时都需要正确连接导线，以避免出现接触不良或短路等问题。
电压表必须与被测电路并联连接
电压表应选择合适的量程
电压表内阻越大，测量越准确，应尽量选择内阻较大的电压表
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电流表的工作原理：电流表是串联在电路中，测量电路中的电流。
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电压表的工作原理：电压表是并联在电路中，测量两点之间的电压。
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应用场景：电流表和电压表在电路中有着广泛的应用，它们是电子测量和实验中必不可少的测量仪器。
电流表的读数方法：根据指针偏转角度来读取电流值
电流表的正确接入方式：串联在电路中，电流从“+”端流入，“-”端流出
电流表的量程选择：根据电路中的最大电流来选择合适的量程
直接接入法：将电压表并联在被测电路的两端，测量该电路的电压。
差分测量法：通过测量两个电压之差来得到被测电路的电压。
间接接入法：通过转换开关切换到相应的电压档位，测量该电路的电压。
仪表接线图
F1 控制阀
F2
安全栅
F3–1 F3–2
温 度 控 制 回 路 ：（在联锁上出故障）
4
D3
A B5
mv
1~5v
1
4
C3
2
5
4 ~ 20 mA
1
火
D6
2
0
0 ~ 220v AC
火
B4
0+ -
mv
1 B/J
13
5
1~5v
0/1
0/1
D5
Z
2
R5
H/F
14
9
B 11
红灯
1
2
黄灯
3
4
绿灯
5
6
红（按钮）
7
8
5 ZR2--13 9 B 11--9
ZR1--4 13
5 B 1--6
B 1--6 火
+ D 3--A
F 2--5
2 B 11--13 14 10 ZR1--6
F 2--6 14
9 B 1--5
D 6--0 0
- D 3--B
ZR2: 9.10 短接
+
E2
-
H
压 力 控 制 回 路 ：（在接线上出故障）
L1 L2
C 2--1 C 2--2
C 1—6 F 2—6 24 V.DC
C4
+ F 3-2-2
E 3--+ 2+ +1 C 4--4
D 1--C 1+ +4 F 3-2-1
-- F 3-2-4
E 3---- 4- --3 C 4--5
C2
Z R4
仪表电器接线标准-概述说明以及解释
仪表电器接线标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述仪表电器接线标准是指在安装、维修和操作仪表电器设备时应遵循的规范和规则。
这些标准的制定和遵守对于确保电器设备的安全运行以及保护人身财产安全至关重要。
仪表电器接线标准不仅涵盖了电力设备的安装和接线要求，还包括了使用电线和插头等配件的规范，以确保电器设备能够正常工作。
在现代社会中，电器设备已经广泛应用于各个领域，包括家庭、工业、商业等。
这些设备的接线问题直接关系到电器设备的正常运行和使用安全。
如果接线不当，可能导致电线短路、电器设备损坏、甚至火灾等严重后果。
因此，在安装和维修电器设备时，必须遵守一定的接线标准，以确保设备的可靠性和使用安全。
本文将详细介绍仪表电器接线标准的重要性、基本原则以及具体要点。
首先，我们将探讨为什么仪表电器接线标准如此重要，以及它对设备运行的影响。
然后，我们将介绍仪表电器接线标准的基本原则，包括接线规则、电线选用、接地要求等。
最后，我们将详细说明仪表电器接线标准的具体要点，包括连接方式、接线图示、标记和标签等。
通过了解和遵守仪表电器接线标准，不仅可以确保电器设备的正常运行和使用安全，还可以减少维修和故障排除的难度和时间。
此外，遵守接线标准也有助于保护电力设备供应网络的稳定和可靠性。
因此，无论是从个人还是社会的角度，遵守仪表电器接线标准都具有重要意义。
在现代科技发展迅速的背景下，仪表电器接线标准也在不断更新和完善。
随着新技术的应用和电器设备的更新换代，未来的仪表电器接线标准将不断演进。
本文也将展望未来仪表电器接线标准的发展方向，为读者提供对未来趋势的了解和思考。
通过本文的阐述，读者将对仪表电器接线标准有一个全面的认识和了解。
同时，读者也将明确遵守仪表电器接线标准的必要性，并认识到遵守标准的益处。
希望本文能够为读者提供有价值的知识，并在实际操作中提供指导和参考。
文章结构部分的内容可以参考以下写法:1.2 文章结构文章按照以下结构进行组织和呈现:2.正文2.1 仪表电器接线标准的重要性2.2 仪表电器接线标准的基本原则2.3 仪表电器接线标准的具体要点3.结论3.1 总结仪表电器接线标准的重要性和必要性3.2 强调遵守仪表电器接线标准的益处3.3 展望未来仪表电器接线标准的发展方向引言部分提供了对文章内容和结构的简要介绍，正文部分详细介绍了仪表电器接线标准的重要性、基本原则和具体要点。
仪表接线形式
两线制变送器接线示意图。两线制变送器如图 一所示，其供电为24V.DC，输出信号为420mA.DC，负载电阻为250Ω，24V电源的负线 电位最低，它就是信号公共线。
四线制变送器接线示意图。其供电大多为220V.AC ，也有供电为24V.DC的。输出信号有4-20mA.DC， 负载电阻为250Ω，或者 0-10mA.DC，负载电阻为01.5KΩ；有的还有mA和mV信号，但负载电阻或输入 电阻，因输出电路形式不同而数值有所不同。
三线制变送器接线示意图。所谓三线制就是电源正端用一 根线，信号输出正端用一根线，电源负端和信号负端共用 一根线。其供电大多为24V.DC，输出信号有 4-20mA.DC ，负载电阻为250Ω或者0-10mA.DC，负载电阻为01.5KΩ；有的还有mA和mV信号，但负载电阻或输入电阻 ，因输出电路形式不同而数值有所不同。
仅供参考，如有不足；请批评指正，
仪表接线示意图
WANROM常规显示仪表系列★仪表接线示意图
备注：以上为横表接线图例，将图例逆时针旋转90度即为竖表接线图，即竖表电源接线在右上角
※ 以上接线图仅供参考。
公司保留对产品升级的权利，如有更改恕不另行通知，接线图以仪表后壳附图为准。
常规显示仪表系列WANROM
XMZ5000系列接线图（Ⅲ）
备注：以上为竖表接线图例，将图例顺时针旋转90度即为横表接线图，即横表电源接线在左下角※ 以上接线图仅供参考。
公司保留对产品升级的权利，如有更改恕不另行通知，接线图以仪表后壳附图为准。
仪表放大器与差分放大器怎么选
一、采用仪表放大器还是差分放大器？尽管仪表放大器和差分放大器有很多共性，但设计过程的第一步应当是选择使用何种类型的放大器。
差分放大器本质上是一个运放减法器，通常使用大阻值输入电阻器。
电阻器通过限制放大器的输入电流提供保护。
它们还将输入共模电压和差分电压减小到可被内部减法放大器处理的范围。
总之，差分放大器应当用於共模电压或瞬态电压可能会超过电源电压的应用中。
与差分放大器相比，仪表放大器通常是带有两个输入缓冲放大器的运放减法器。
当总输入共模电压加上输入差分电压（包括瞬态电压）小於电源电压时，应当使用仪表放大器。
在最高精度、最高信噪比（SNR）和最低输入偏置电流（IB）是至关重要的应用中，也需要使用仪表放大器。
二、单片仪表放大器内部描述1、高性能仪表放大器ADI公司於1971年推出了第一款高性能单片仪表放大器AD520，2003年推出AD8221。
这款仪表放大器采用超小型MSOP封装并且在高於其它同类仪表放大器的带宽内提供增加的CMR。
它还比工业标准AD620系列仪表放大器有很多关键的性能提高。
图2. AD8221的引脚排列AD8221是一种基於传统的三运放结构的单片仪表放大器（见图1）。
输入三极管Q1和Q2在恒定的电流条件下被偏置以便任何差分输入信号都使A1和A2的输出电压相等。
施加到输入端的信号产生一个通过RG、R1和R2的电流以便A1和A2的输出提供正确的电压。
从电路结构上，Q1、A1、R1和Q2、A2、R2可视为精密电流反馈放大器。
放大的差分信号和共模信号施加到差分放大器A3，它抑制共模电压，但会处理差分电压。
差分放大器具有低输出失调电压和低输出失调电压漂移。
经过激光微调的电阻器允许高精密仪表放大器具有增益误差典型值小於20ppm并且CMR超过90dB（G=1）。
图3. AD8221的CMR与频率的关系图4. AD8221的闭环增益与频率的关系图5. AD620原理图图6. AD620的闭环增益与频率的关系AD8221使用超β输入三极管和一个IB补偿电路，它可提供极高的输入阻抗，低IB，低失调电流（IOS），低IB漂移，低输入IB噪声，以及8nV/（Hz）1/2极低电压噪声。
仪表放大器电路分析
仪表放大器与运算放大器的区别是什么？仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元。
大多数情况下，仪表放大器的两个输入端阻抗平衡并且阻值很高，典型值≥109 Ω。
其输入偏置电流也应很低，典型值为1 nA至50 nA。
与运算放大器一样，其输出阻抗很低，在低频段通常仅有几毫欧（mΩ）。
运算放大器的闭环增益是由其反向输入端和输出端之间连接的外部电阻决定。
与放大器不同的是，仪表放大器使用一个内部反馈电阻网络，它与其信号输入端隔离。
对仪表放大器的两个差分输入端施加输入信号，其增益既可由内部预置，也可由用户通过引脚连接一个内部或者外部增益电阻器设置，该增益电阻器也与信号输入端隔离。
专用的仪表放大器价格通常比较贵，于是我们就想能否用普通的运放组成仪表放大器？答案是肯定的。
使用三个普通运放就可以组成一个仪用放大器。
电路如下图所示：输出电压表达式如图中所示。
看到这里大家可能会问上述表达式是如何导出的？为何上述电路可以实现仪表放大器？下面我们就将探讨这些问题。
在此之前，我们先来看如下我们很熟悉的差分电路：如果R1 ＝R3，R2 ＝R4，则VOUT = (VIN2—VIN1)(R2/R1)这一电路提供了仪表放大器功能，即放大差分信号的同时抑制共模信号，但它也有些缺陷。
首先，同相输入端和反相输入端阻抗相当低而且不相等。
在这一例子中VIN1反相输入阻抗等于100 kΩ，而VIN2同相输入阻抗等于反相输入阻抗的两倍，即200 kΩ。
因此，当电压施加到一个输入端而另一端接地时，差分电流将会根据输入端接收的施加电压而流入。
（这种源阻抗的不平衡会降低电路的CMRR。
）另外，这一电路要求电阻对R1 /R2和R3 /R4的比值匹配得非常精密，否则，每个输入端的增益会有差异，直接影响共模抑制。
例如，当增益等于1 时，所有电阻值必须相等，在这些电阻器中只要有一只电阻值有0.1% 失配，其CMR便下降到66 dB（2000:1）。
仪表接线示意图
WANROM常规显示仪表系列★仪表接线示意图
备注：以上为横表接线图例，将图例逆时针旋转90度即为竖表接线图，即竖表电源接线在右上角
※ 以上接线图仅供参考。
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常规显示仪表系列WANROM
XMZ5000系列接线图（Ⅲ）
备注：以上为竖表接线图例，将图例顺时针旋转90度即为横表接线图，即横表电源接线在左下角※ 以上接线图仅供参考。
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一、差分信号
差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。
电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。
从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。
即两个电压之间的差。
例如，301V和300V之间的差分电压，就是1V。
当'地'当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端信号。
使用差分信号的好处
一、因为你在控制'基准'电压，所以能够很容易地识别信号。
在一个地做基准，单端信号方案的系统里，测量信号的精确值依赖系统内'地'的一致性。
如果’地’受到了干扰，单端系统就会受到影响，如果是采用差分系统，无论地是否一致，所采集的信号’浮’在空中，不受地的影响，所以可以降低干扰，提升系统信号采集的准确。
具有优异的抑制零点漂移的特性
二、差分信号对外部电磁干扰（EMI）是高度免疫的。
一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。
既然电压差异决定信号值，这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。
两端同时受到干扰，但两端之间的差确保持着相对稳定。
干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的。
三、在一个单电源系统，能够从容精确地处理'双极'信号。
为了处理单端，单电源系统的双极信号，我们必须在地和电源干线之间某任意电压处（通常是中点）建立一个虚地。
用高于虚地的电压来表示正极信号，低于虚地的电压来表示负极信号。
接下来，必须把虚地正确地分布到整个系统里。
而对于差分信号，不需要这样一个虚地，这就使我们处理和传播双极信号有一个高真度，而无须依赖虚地的稳定性。
差分放大电路的差模工作状态分为四种:
1. 双端输入、双端输出（双----双）
2. 双端输入、单端输出（双----单）
3. 单端输入、双端输出（单----双）
4. 单端输入、单端输出（单----单）
二、仪表接线
工业上最广泛采用的标准模拟量电信号是用4~20mA直流电流来传输模拟量。
采用电流信号的原因是不容易受干扰。
并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。
上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。
下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。
常取2mA作为断线报警值。
电流输出型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。
最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。
当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节
省一根线，称之为三线制变送器。
所谓两线制仪表是指仪表与外界的联系只需两根导线。
多数情况下，其中一根为+24V电源线，另一根既作为电源负极引线，又作为信号传输线。
在信号传输线的末端通过一只标准负载电阻（也称取样电阻）接地（也就是电源负极），将电流信号转变成电压信号。
两线制仪表接线方法如右图所示。
两线制仪表的另一好处是：可以在仪表内部，通过隔直、通交电容，在电流信号传输线上叠加数字脉冲信号，作为一次仪表的串行控制信号和数字输出信号，以便远程读取，成为网络化仪表。
两线制变送器如图一所示，其供电为24V.DC，输出信号为4-20mA.DC，负载电阻为250Ω，24V电源的负线电位最低，它就是信号公共线，对于智能变送器还可在4-20mA.DC信号上加载HART协议的FSK键控信号。
图一两线制变送器接线示意图
4~20mA两线制压力表连线图
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漂的影响，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。
由于4-20mA.DC(1-5V.DC)信号制的普及和应用，在控制系统应用中为了便于连接，就要求信号制的统一，为此要求一些非电动单元组合的仪表，如在线分析、机械量、电量等仪表，能采用输出为4-20mA.DC信号制，但是由于其转换电路复杂、功耗大等原因，难于全部满足上述的三个条件，而无法做到两线制，就只能采用外接电源的方法来做输出为4-20mA.DC的四线制变送器了。
四线制变送器如图二所示，其供电大多为220V.AC，也有供电为24V.DC 的。
输出信号有4-20mA.DC，负载电阻为250Ω，或者0-10mA.DC，负载电阻为0-1.5KΩ；有的还有mA和mV信号，但负载电阻或输入电阻，因输出电路形式不同而数值有所不同。
图二四线制变送器接线示意图
有的仪表厂为了减小变送器的体积和重量、并提高抗干扰性能、减化
接线，而把变送器的供电由220V.AC改为低压直流供电，如电源从24V.DC 电源箱取用，由于低压供电就为负线共用创造了条件，这样就有了三线制
的变送器产品。
三线制变送器如图三所示，所谓三线制就是电源正端用一根线，信号
输出正端用一根线，电源负端和信号负端共用一根线。
其供电大多为24V.DC，输出信号有4-20mA.DC，负载电阻为250Ω或者0-10mA.DC，负载电阻为
0-1.5KΩ；有的还有mA和mV信号，但负载电阻或输入电阻，因输出电路
形式不同而数值有所不同。
图三三线制变送器接线示意图。