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一、什么是4~20mA.DC(1~5V.DC)信號(hào)制?
4~20mA.DC(1~5V.DC)信號(hào)制是國際電工(IEC):過程控制系統(tǒng)用模擬信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。我國從DDZ-Ⅲ型電動(dòng)儀表開始采用這一國際標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制,儀表傳輸信號(hào)采用4~20mA.DC,聯(lián)絡(luò)信號(hào)采用1~5V.DC,即采用電流傳輸、電壓接收的信號(hào)系統(tǒng)。
在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),用一個(gè)儀表放大器來完成信號(hào)的調(diào)理并進(jìn)行長線傳輸,會(huì)產(chǎn)生以下問題:,由于傳輸?shù)男盘?hào)是電壓信號(hào),傳輸線會(huì)受到噪聲的干擾;第二,傳輸線的分布電阻會(huì)產(chǎn)生電壓降;第三,在現(xiàn)場(chǎng)如何提供儀表放大器的工作電壓也是個(gè)問題。
為了解決上述問題和避開相關(guān)噪聲的影響,我們用電流來傳輸信號(hào),因?yàn)殡娏鲗?duì)噪聲并不敏感。4~20mA的電流環(huán)便是用4mA表示零信號(hào),用20mA表示信號(hào)的滿刻度,而低于4mA高于20mA的信號(hào)用于各種故障的報(bào)警。
同一個(gè)控制系統(tǒng)所屬的儀表之間有公共端,便于檢測(cè)儀表、調(diào)節(jié)儀表、計(jì)算機(jī)、報(bào)警裝置配用,并方便接線。
現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室儀表之間的聯(lián)絡(luò)信號(hào)采用4~20mA.DC的理由是:因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)與控制室之間的距離較遠(yuǎn),連接電線的電阻較大,如果用電壓信號(hào)遠(yuǎn)傳,優(yōu)于電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓,將產(chǎn)生較大的誤差,而用恒流源信號(hào)作為遠(yuǎn)傳,只要傳送回路不出現(xiàn)分支,回路中的電流就不會(huì)隨電線長短而改變,從而保證了傳送的精度。
熱電偶
熱電偶是把兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體A和B焊接起來,如圖4,當(dāng)連 接點(diǎn)(熱端)的溫度和導(dǎo)體另一端(冷端,亦稱參比端)的溫度不同
時(shí),會(huì)在冷端產(chǎn)生熱電勢(shì)。熱電偶就是利用這一現(xiàn)象將溫度量轉(zhuǎn) 換成電勢(shì)量的溫度傳感器。
如果熱電偶的冷端溫度保持恒定(比如為0℃),則輸出熱 電勢(shì)和熱端溫度值成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。溫度變送器通過測(cè)量熱電 偶輸出端的電勢(shì)差,再將電勢(shì)差轉(zhuǎn)換成溫度,從而實(shí)現(xiàn)溫度的 測(cè)量。