两线制4-20ma

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两线制无源型4-20MA电流环显示控制隔离器

两线制无源型4-20MA电流环显示控制隔离器

180 86^16^ 0鉍邝6报^00^ 812^^11801(1偏?撕61 論妙两线制无源型4-20爪八电流环显示控制隔离器4-20爪入模拟信号隔离显示控制智能表:0取1X1 180 4-20瓜入江201〕产品特点^高精度直观显示输入环路电流值,方便现场调试与监控 參四位120数码显示,高精度、显示分辨率末位±2字^可编程设定两路上下限隔离式开关量报警信号输出參4-20:^八隔离检测精度高,精度等级:0.1级、0.2级參全量程内极高的线性度,非线性度^ 027。

參信号输入与输出之间:3^00或6^00高隔离參低阻抗〔器件整体压降夺^乂)无需外接元件和工作电源 ^ 4-20瓜入信号超宽范围电压〔12〜36乂00输入參频率响应(小信号带宽久100^2〔10=20瓜八)^低成本、小体积标准01^35导轨式安装參工业级温度范围:-25。

0〜十70。

〇典型应用參工业现场4-20:^人信号隔离监控及长线传输 參?^0、008输入通道间信号采集隔离防窜扰 ^控制板地线环流干扰抑制^仪器仪表信号与传感器间可靠收发监控^模拟信号数据采集隔离与长线无失真传输 參电力仪器仪表、医疗设备监控隔离安全栅 ^轨道交通直流高压取样监控隔离栅參工业设备运行测量、监视和远程控制^石油、化工、环保、采矿系统控制点监测 參温度、压力、流量、液位信号显示及控制 參传感器、变送器工作运行状态显示及控制概述8^0^1130 01^ 1X1 180 4-20瓜八江印丨)电流环路信号智能“0显示隔离控制器,采用低功耗回路窃电技术,集显示、报警、隔离变送于一体。

产品内部包含有电流信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路、显示和 报警控制电路等。

很小的输入等效电阻,使该产品的输入电压值达到超宽范围〔12〜36乂00,以满足用户无需 外接电源而实现信号隔离、显示、报警、远距离无失真传输等多种功能的需要。

内部的集成工艺及新技术隔离措 施使器件能达到3^00绝缘电压和工业级宽温度、潮湿、震动的现场恶劣环境要求。

二线制模拟电流4-20mA 信号变送电路设计

二线制模拟电流4-20mA 信号变送电路设计

二线制模拟电流4-20mA 信号变送电路设计模拟工控网上用的4-20 mA 标准电流信号是工业上最常用的信号传输方法之一。

本文将介绍二线制方式的标准电流输出为4-20mA 的变送电路。

通过对集成电路AM462(电压电流转换变送电路)的应用举例,介绍了如何实现工业上常用的二线制变送接口电路,而它可以为程控机PLC 等直接传输信息。

针对不同的控制设备,介绍了相应的电路元器件的计算方法。

注意:下面的介绍对于AMG 公司生产的所有电压电流转换集成电路(AM400, AM402,AM422, AM442, AM460)原则上都是适用的[1]。

模拟电路接口工业上通常用电压0-5(10)V 或电流0(4)-20mA 作为模拟信号传输的方法,也是被程控机经常采用的一种方法。

那么电压和电流的传输方式有什么不同,什么时候采用什么方法,下面将对此进行简要介绍。

电压信号传输比如0-5(10)V如果一个模拟电压信号从发送点通过长的电缆传输到接收点,那么信号可能很容易失真。

原因是电压信号经过发送电路的输出阻抗,电缆的电阻以及接触电阻形成了电压降损失。

由此造成的传输误差就是接收电路的输入偏置电流乘以上述各个电阻的和。

如果信号接收电路的输入阻抗是高阻的,那么由上述的电阻引起的传输误差就足够小,这些电阻也就可以忽略不计。

要求不增加信号发送方的费用又要所提及的电阻可忽略,就要求信号接收电路有一个高的输入阻抗。

如果用运算放大器OP 来做接收方的输入放大器,就要考虑到此类放大器的输入阻抗通常是小于<1MΩ。

原则上,高阻抗的电路特别是在放大电路的输入端是很容易受到电磁干扰从而会引起很明显的误差。

所以用电压信号传输就必须在传输误差和电磁干扰的影响之间寻找一个折中的方案。

电压信号传输的结论:如果电磁干扰很小或者传输电缆长度较短,一个合适的接收电路毫无疑问是可以用来传输电压信号0-5(10)V 的。

电流信号传输比如0(4)-20mA在电磁干扰较强的环境和需要传输较远距离的情况下,多年来人们比较喜欢使用标准的电流来传输信号。

变送器4-20mA电流的由来

变送器4-20mA电流的由来

变送器4-20mA电流的由来工业上普遍需要测量各类非电物理量,例如温度、压力、速度、角度等,它们都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。

这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。

工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。

4-20mA,指的就是最小电流为4mA,最大电流为20mA。

在工业现场,要完成信号的调理并进行长线传输,会产生以下问题:第一,由于传输的信号是电压信号,传输线会受到噪声的干扰;第二,传输线的分布电阻会产生电压降;第三,在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。

为了解决上述问题和避开相关噪声的影响,我们会用电流来传输信号,因为电流对噪声并不敏感。

4-20mA的电流环便是用4mA表示零信号,用20mA表示信号的满刻度,而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。

为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢?很简单,如果0是最小,那么开路故障就检测不到了!那么,为什么偏偏是4mA呢?正常工作时,电流信号不会低于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。

有两个原因。

一个原因是为了避免干扰,另一个原因是在4-20mA使用的是两线制,即两根线即是信号线,同时也是电源线,而4mA是为了给传感器提供电路的静态工作电流用。

这个4-20mA控制回路是怎么工作的呢?4-20mA构成基础要件:24V电源供电变送器控制4-20mA信号使其与过程变量成比例变化指示器将4-20mA信号转化为相应过程变量指示器或控制器I/O输入电阻250Ω分流器生成1-5V输入信号(欧姆定律:电压=电流*电阻,4-20mAX250ohms=1-5V)通常情况下:1)它们将热电偶或热电阻传感器的温度信号转换为4-20mA信号然后再输出;2)控制器再将4-20mA反译为具体的温度值;3)基于此温度值,控制回路给实现对过程终端控制元件的控制。

同样,控制回路中的压力变送器,通常用来测量过程介质的压力值:1)传感器感知压力,又由变送器将信号转换为4-20mA 信号;2)控制器再将4-20mA信号反译为压力值;3)控制器根据压力值,给阀门发送指令,控制阀门开度实现安全阀控制,确保容器不产生危险压力。

4-20mA是什么意思?一看就懂

4-20mA是什么意思?一看就懂

4-20mA是什么意思?一看就懂工业上普遍需要测量各类非电物理量,例如温度、压力、速度、角度等,它们都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。

这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。

工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。

4-20mA,指的就是最小电流为4mA,最大电流为20mA 。

在工业现场,要完成信号的调理并进行长线传输,会产生以下问题:第一,由于传输的信号是电压信号,传输线会受到噪声的干扰;第二,传输线的分布电阻会产生电压降;第三,在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。

为了解决上述问题和避开相关噪声的影响,我们会用电流来传输信号,因为电流对噪声并不敏感。

4-20mA的电流环便是用4mA表示零信号,用20mA表示信号的满刻度,而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。

肯定有很多朋友会问:为什么选择4-20mA而不是0-20mA 呢?很简单,如果0是最小,那么开路故障就检测不到了!那么,为什么偏偏是4mA呢?正常工作时,电流信号不会低于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。

有两个原因。

一个原因是为了避免干扰,另一个原因是在4-20mA使用的是两线制,即两根线即是信号线,同时也是电源线,而4mA是为了给传感器提供电路的静态工作电流用。

这个4-20mA控制回路是怎么工作的呢?4-20mA构成基础要件:•24V电源供电•变送器控制4-20mA信号使其与过程变量成比例变化•指示器将4-20mA信号转化为相应过程变量•指示器或控制器I/O输入电阻250Ω分流器生成1-5V输入信号(欧姆定律:电压=电流*电阻,4-20 mA X 250 ohms = 1-5V)通常情况下:1)它们将热电偶或热电阻传感器的温度信号转换为4-20mA信号然后再输出;2)控制器再将4-20mA反译为具体的温度值;3)基于此温度值,控制回路给实现对过程终端控制元件的控制。

两线制4-20mA信号隔离现场应用方案举例

两线制4-20mA信号隔离现场应用方案举例

两线制4-20mA信号隔离现场应用方案举例两线制4-20mA信号隔离器:ISO 4-20mAISO 4-20mA电流环隔离芯片是单片两线制隔离接口芯片,该IC内部包含有电流信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路等。

很小的输入等效电阻,使该IC的输入电压达到超宽范围(—32V),以满足用户无需外接电源而实现信号远距离、无失真传输的需要。

内部的陶瓷基板、印刷电阻工艺及新技术隔离措施使器件能达到3KVDC绝缘电压和工业级宽温度、潮湿、震动的现场恶劣环境要求。

ISO 4-20mA系列产品使用非常方便无需外接任何元件即可实现4-20mA电流环隔离或信号一进二出、二进二出等变换功能。

两线制4-20mA信号隔离调理器:ISO 4-20mA-PISO 4-20mA-P是一种两线制4-20mA 信号隔离调理器,属于SUNYUAN ISO 4-20mA系列的产品。

该IC内部包含有电流信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路等。

很小的输入等效电阻,使该IC能够从传感器回路中采集到的信号电压达到超宽范围(—32V),以满足用户无需外接辅助电源而实现信号远距离、无失真传输的需要。

该IC输出是针对24VDC和取样电阻(或称负载电阻)相串联的二线制供电回路来设计的,同当前流行的模拟量输入接口板(上位机)、PLC、DCS或其他仪表的模拟量输入端口相匹配。

内部的陶瓷基板、印刷电阻工艺及新技术隔离措施使器件能达到3KVDC绝缘电压和工业级宽温度、潮湿、震动的现场恶劣环境要求。

ISO 4-20mA-P产品使用非常方便,只需外接一个50KΩ的多圈电位器进行ADJ校正,即可实现两线制4-20mA信号的隔离、传输和变送功能或信号的一进二出、二进二出等变换功能。

两线制4-20mA信号隔离配电器:ISO 4-20mA-FISO 4-20mA-F是一种两线制4-20mA 信号隔离配电器,属于SUNYUAN ISO 4-20mA系列的产品。

该IC内部包含有电流信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路,还有一个高效率的DC-DC电路等。

两线制4-20ma原理

两线制4-20ma原理

两线制4-20ma原理4-20mA(毫安)是一种常见的电流信号传输标准,常用于工业控制系统中,例如传感器和执行器之间的信号传递。

两线制(Two-Wire)4-20mA是指使用两根导线进行信号传输的系统。

以下是两线制4-20mA的基本原理:1.电流范围:4-20mA的范围表示电流信号的范围。

在正常运行情况下,传感器或设备产生的电流在4mA到20mA之间变化,对应了相应的测量范围。

4mA通常表示零点,而20mA表示满量程。

2.两线制:使用两根导线进行信号传输,其中一根是电流的信号线,另一根是信号线和电源的共地线。

这简化了布线,降低了系统的成本,因为只需要两根导线就能传输电源和信号。

3.电流信号:在4-20mA标准中,电流信号的范围对应于测量值的范围。

例如,一个温度传感器可能在25摄氏度时输出4mA的电流,而在75摄氏度时输出20mA的电流。

这种方式对比电压信号更抗干扰,因为电流信号不容易受到电阻和线路阻抗的影响。

4.设备供电:在两线制4-20mA系统中,通常使用环回供电(Loop-Powered)方式。

即,传感器或设备通过同一根导线接收电源供电。

这就要求设备能够工作在非常低的电流下,以确保在电流范围内提供足够的电源。

5.信号解析:接收端的控制系统测量电流值,并将其解析为相应的物理量,例如温度、压力或液位。

通常,控制系统中有专门的模块或电路用于解析4-20mA电流信号。

总体来说,两线制4-20mA系统的优势在于抗干扰性强、布线简单、成本相对较低,因此在工业环境中被广泛应用于传感器和执行器的信号传输。

4-20mA是什么意思

4-20mA是什么意思

4-20mA是什么意思一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA,指最小电流为4mA,最大电流为20mA 。

传输信号时候,要考虑到导线上也有电阻,如果用电压传输则会在导线的产生一定的压降,那接收端的信号就会产生一定的误差了!所以使用电流信号作为变送器的标准传输!双绞线特性阻抗是50欧姆左右,相隔1CM宽的0.2平方毫米的导线特性阻抗300欧姆左右,所以负载电阻选择50-300欧姆比较理想,为了AD转换方便,负载电阻的信号最大量程值一般5-10V比较合适,那么权衡所有,负载电阻250欧姆,电流20mA,负载压降5V比较满意。

那么为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢?为了减少接线的复杂性,传感器选择2线要比多线简单的多,2线既要传输信号,又要给传感器供电,所以设计者从中盗窃4mA电流给传感器放大电路供电,这样4-20mA的标准就确定了。

4~20mA电流环工作原理在工业现场,用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输,会产生以下问题:第一,由于传输的信号是电压信号,传输线会受到噪声的干扰;第二,传输线的分布电阻会产生电压降;第三,在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。

4-20ma相关电路示意图(6张)为了解决上述问题和避开相关噪声的影响,我们用电流来传输信号,因为电流对噪声并不敏感。

4~20mA的电流环便是用4mA表示零信号,用20mA表示信号的满刻度,而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。

4~20mA电流环有两种类型:二线制和三线制。

当监控系统需要通过长线驱动现场的驱动器件如阀门等时,一般采用三线制变送器,这里XTR位于监控的系统端,由系统直接向XTR供电,供电电源是二根电流传输线以外的第三根线。

二线系统是XTR和传感器位于现场端,由于现场供电问题的存在,一般是接收端利用4~20mA的电流环向远端的XTR供电,通过4~20mA来反映信号的大小。

4~20mA产品的典型应用是传感和测量应用。

两线制4-20mA变送器的电路设计

两线制4-20mA变送器的电路设计

两线制4/20mA变送器的电路设计工业上普遍需要测量各类非电物理量,例如温度、压力、速度、角度等,都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。

这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。

工业上最广泛采用的是用4~20mA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。

其实大家可能注意到, 4-20mA电流本身就可以为变送器供电,如图1C所示。

变送器在电路中相当于一个特殊的负载,特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。

显示仪表只需要串在电路中即可。

这种变送器只需外接2根线,因而被称为两线制变送器。

工业电流环标准下限为4mA,因此只要在量程范围内,变送器至少有4mA供电。

这使得两线制传感器的设计成为可能。

在工业应用中,测量点一般在现场,而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。

两者之间距离可能数十至数百米。

按一百米距离计算,省去2根导线意味着成本降低近百元!因此在应用中两线制传感器必然是首选。

2.两线制变送器的结构与原理两线制变送器的原理是利用了4~20mA信号为自身提供电能。

如果变送器自身耗电大于4mA,那么将不可能输出下限4mA值。

因此一般要求两线制变送器自身耗电(包括传感器在内的全部电路)不大于3.5mA。

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两线制4/20mA变送器的电路设计工业上普遍需要测量各类非电物理量,例如温度、压力、速度、角度等,都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。

这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。

工业上最广泛采用的是用4~20mA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。

其实大家可能注意到, 4-20mA电流本身就可以为变送器供电,如图1C所示。

变送器在电路中相当于一个特殊的负载,特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。

显示仪表只需要串在电路中即可。

这种变送器只需外接2根线,因而被称为两线制变送器。

工业电流环标准下限为4mA,因此只要在量程范围内,变送器至少有4mA供电。

这使得两线制传感器的设计成为可能。

在工业应用中,测量点一般在现场,而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。

两者之间距离可能数十至数百米。

按一百米距离计算,省去2根导线意味着成本降低近百元!因此在应用中两线制传感器必然是首选。

2.两线制变送器的结构与原理 两线制变送器的原理是利用了4~20mA信号为自身提供电能。

如果变送器自身耗电大于4mA,那么将不可能输出下限4mA值。

因此一般要求两线制变送器自身耗电(包括传感器在内的全部电路)不大于3.5mA。

这是两线制变送器的设计根本原则之一。

从整体结构上来看,两线制变送器由三大部分组成:传感器、调理电路、两线制V/I变换器构成。

传感器将温度、压力等物理量转化为电参量,调理电路将传感器输出的微弱或非线性的电信号进行放大、调理、转化为线性的电压输出。

两线制V/I变换电路根据信号调理电路的输出控制总体耗电电流;同时从环路上获得电压并稳压,供调理电路和传感器使用。

除了V/I变换电路之外,电路中每个部分都有其自身的耗电电流,两线制变送器的核心设计思想是将所有的电流都包括在V/I变换的反馈环路内。

如图,采样电阻Rs串联在电路的低端,所有的电流都将通过Rs流回到电源负极。

从Rs上取到的反馈信号,包含了所有电路的耗电。

在两线制变送器中,所有的电路总功耗不能大于3.5mA,因此电路的低功耗成为主要的设计难点。

下面将逐一分析各个部分电路的原理与设计要点。

3.两线制V/I变换器 V/I 变换器是一种可以用电压信号控制输出电流的电路。

两线制V/I变换器与一般V/I变换电路不同点在:电压信号不是直接控制输出电流,而是控制整个电路自身耗电电流。

同时,还要从电流环路上提取稳定的电压为调理电路和传感器供电。

附图是两线制V/I变换电路的基本原理图: 图中OP1、Q1、R1、R2、Rs构成了V/I变换器。

分析负反馈过程:若A点因为某种原因高于0V,则运放OP1输出升高,Re两端电压升高,通过Re的电流变大。

相当于整体耗电变大,通过采样电阻Rs的电流也变大,B点电压变低(负更多)。

结果是通过R2将A点电压拉下来。

反之,若A点因某种原因低于0V,也会被负反馈抬高回0V。

总之,负反馈的结果是运放OP1虚短,A点电压=0V。

下面分析Vo对总耗电的控制原理: 假设调理电路输出电压为Vo,则流过R1的电流I1=Vo/R1 运放输入端不可能吸收电流,则I1全部流过R2,那么B点电压 VB= -I1*R2 = -Vo*R2/R1 取R1=R2时,有VB=-Vo 电源负和整个便送器电路之间只有Rs、R2两个电阻,因此所有的电流都流过Rs和R2。

R2上端是虚地(0V),Rs上端是GND。

因此R2、Rs两端电压完全一样,都等于VB 。

相当于Rs与 R2并联作为电流采样电阻。

因此电路总电流: Is=Vo/(Rs//R2) 如果取R2>>Rs,Is=Vo/Rs 因此,图3中取Rs=100欧,当调理电路输出0.4~2V的时候,总耗电电流4~20mA. 若不能满足R2>>Rs 也没关系,Rs与 R2并联(Rs//R2)是个固定值,Is与Vo仍然是线性关系,误差比例系数在校准时可以消除。

除了电路正确以外,该电路正常工作还需要2个条件:首先要自身耗电尽量小,省下的电流还要供给调理电路以及变送器。

其次要求运放能够单电源工作,即在没有负电源情况下,输入端仍能够接受0V输入,并能正常工作。

LM358/324是最常见也是价格最低的单电源运放,耗电400uA/每运放,基本可以接受。

单电源供电时,输入端从-0.3V~Vcc-1.5V范围内都能正常工作。

如果换成OP07等精密放大器,因为输入不允许低至0V,在该电路中反而无法工作。

R5和U1构成基准源,产生2.5V稳定的基准电压。

LM385是低成本的微功耗基准,20uA以上即可工作,手册上给出的曲线在100uA附近最平坦,所以通过R5控制电流100uA左右。

OP2构成一个同向放大器,将基准放大,向调理电路及传感器供电。

因为宽输入电压、低功耗的稳压器稀少,成本高;将基准放大作为稳压电源是一个廉价的方案。

该部分电路也可以选择现成的集成电路。

比如XTR115/116/105等,精度和稳定性比自制的好,自身功耗也更低(意味着能留更多电流给调理电路,调理部分更容易设计)。

但成本比上述方案高10倍以上.4.两线制压力变送器设计 压力桥、称重传感器输出信号微弱,都属于mV级信号。

这一类小信号一般都要求用差动放大器对其进行第一级放大。

一般选用低失调、低温飘的差动放大器。

另外在两线制应用中,低功耗也是必需的。

AD623是常用的低功耗精密差动放大器,常用在差分输出前级的放大。

AD623失调最大200uV,温飘1uV/度,在一般压力变送应用保证了精度足够。

R0将0.4V叠加在AD623的REF脚(5脚)上,在压力=0情况下通过调整R0使输出4mA,再调整RG输出20.00mA,完成校准。

电路设计时需注意,压力桥传感器相当于一个千欧级的电阻,耗电一般比较大。

适当降低压力桥的激励电压可以减小耗电电流。

但是输出幅度也随之下降,需要提高AD623的增益。

图6给出的传感器采用恒压供电,实际应用中大部分半导体压力传感器需要恒流供电才能获得较好的温度特性,可以用一个运放构成恒流源为其提供激励。

5.稳定性和安全性的考虑 工业环境下环境恶劣且对可靠性要求高,因此两线制变送器的设计上需要考虑一定的保护和增强稳定性措施。

1.电源保护。

电源接反、超压、浪涌是工业上常见的电源问题。

电源接反是设备安装接线时最容易发生的错误,输入口串一只二极管即可防止接反电源时损坏电路。

如果输入端加一个全桥整流器,那么即使电源接反仍能正常工作。

为防止雷击、静电放电、浪涌等能量损坏变送器,变送器入口处可以加装一只TVS管来吸收瞬间过压的能量。

一般TVS电压值取比运放极限电压略低,才能起到保护作用。

如果可能遭受雷击,TVS可能吸收容量不够,压敏电阻也是必需的,但是压敏电阻本身漏电会带来一定误差。

2.过流保护。

设备运行过程中可能有传感器断线、短路等错误情况发生。

或者输入量本身很有可能超量程,变送器必须保证任何情况下输出不会无限制上升,否则有可能损坏变送器本身、电源、或者远方显示仪表。

图中Rb和Z1构成了过流保护电路。

无论什么原因导致OP1输出大于6.2V(1N4735是6.2V稳压管),都会被Z1钳位,Q1的基极不可能高于6.2V。

因此Re上电压不可能高于6.2-0.6=5.6V,因此总电流不会大于Ue/Re = 5.6V/200=28mA。

3.宽电压适应能力。

一般两线制变送器都能适应大范围的电压变化而不影响精度。

这样可以适用各类电源,同时能够适应大的负载电阻。

对电源最敏感的部分是基准源,同时基准源也是决定精度的主要元件。

3楼图中基准通过R5限流,当电源电压变化时,R5上电流也随之改变,对基准稳定性影响很大。

附图中利用恒流源LM334为基准供电,电压大范围变化时,电流基本不变,保证了基准的稳定性。

4.退藕电容 一般的电路设计中,每个集成电路的电源端都会有退藕电容。

在两线制变送器上电时,这些电容的充电会在瞬间导致大电流,有可能会损坏远方仪表。

因此每个退藕电容一般不超过10nF,总退藕电容不宜超过50nF。

入口处一个10nF电容是必需的,保证长线感性负载下,电路不震荡。

两线制V/I变送器(配图)收集、整理。

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