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什么是电量变送器?

发布时间:2013-05-18

电量变送器的简介

电量变送器
电量变送器
 
众所周知,电量变送器仅是变送器的其中一种。当今社会是以创新为基础,科技为先导的飞速发展的社会,知识的飞跃日 新月异,只有时刻紧跟时代步伐,积极汲取先进知识,才能在激烈的社会竞争中立于不败之地! 今天我将为大家讲解电量变送器的相关知识,让大家来充实自己的知识宝库。

电量变送器是一种将被测电量参数(如电流、电压、功率、频率、功率因数等信号)转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。新型变送器国际标准输出的模拟信号电流值为4~20mA两线制的环路在发送数据以及控制那些易于以这一标准接受指令的某些执行器的过程中有广泛的应用。目前在国际上已作为模拟信号中的电流遥测技术唯一标准。在利用两根导线的电流遥测电路中,变送器工作电源与示读装置,包括传感器工作电源和发送导线的任何其它电阻都是相串联在环路内。

电量变送器的
原理

电量变送器的基本测量电路一般由下图几个部分组成:

电量变送器测量电路图
电量变送器测量电路图
 
由于我们需要测量的电量一般都为高电压(57.7-380V)和大电流(1A-10A),如果不对它们进行隔离和把幅度减小,将对人身安全和设备造成严重威胁,信号输入隔离一般采用电压互感器(PT)和电流互感器(CT),对这一部分的基本要求为:

a. 信号隔离的耐压绝缘性能要好,耐压应>2kV。

b. 线性要好,由于PT、CT都采用铁磁材料加工而成,它们的线性不好,在以后的电路中是很难补偿的,因此,一定要选用优质材料和先进工艺制造的高线性度PT、CT,才能保证变送器测量的线性度。

c. PT、CT的输出负载要小,由于变送器使用的PT、CT的铁芯截面受体积限制都比较小,因此随着输出负载的增大,其非线性将急剧增加,一般PT的输出电流应<1mA,CT的输出电流应<10mA(一般为5mA左右),取样电阻应<200Ω。

这部分是电量变送器的核心,通过它把不同的被测电量转换成相应的输出电量,相应于不同的被测电量而采用不同的转换电路。具体电路将在后面再详细介绍。

这部分电路的作用是输出变送器需要输出的电量,它的基本要求是:

a.具有一定的带负载能力;

b.恒定输出。即在一定的负载范围内,其输出值不受负载变化的影响,即在电压输出时,应为恒压输出,电流输出时应为恒流输出。

输出的一般电路如下图:

电量变送器输出电路图
电量变送器输出电路图
 
图中N为运算放大器,V为晶体三极管,扩大运算放大器的输出电流。

有的变送器有可能该电路和电量转换电路合并在一起。

电量变送器的规范

电量变送器是一种将被测量参数(交流电流、交流电压、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、频率、相电量变送器电量变送器位、功率因数、直流电压、直流电流等)按线性比例转换成直流电流或电压(电能脉冲输出)的测量仪表。它广泛应用于电力、石油、煤炭、冶金、铁道、市政府等部门的电气测量、自动控制以及调度系统。

新型变送器国际标准输出的模拟信号电流值为4~20mA两线制的环路在发送数据以及控制那些易于以这一标准接受指令的某些执行器的过程中有广泛的应用。国际上已作为模拟信号中的电流遥测技术唯一标准。在利用两根导线的电流遥测电路中,变送器工作电源与示读装置,包括传感器工作电源和发送导线的任何其它电阻都是相串联在环路内。

电量变送器的性能优点

1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响,传输线可用非常便宜的更细的双绞线导线;
电量变送器电量变送器

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抵抗降低干扰;

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造成精度的差异;

5、将4mA用于零电平,使判断开路或传感器损坏(0mA状态)十分方便。

6、 在两线输出口容易增设防浪涌和防雷器件,有利于安全防雷防爆。

DH4-20mA电量变送器变送器模块是采用意法半导体(ST)ASIC芯片为实现无源交流隔离传感器(互感原理)的两线制电流遥测技术手段而定型生产的单片模块产品。无源交流隔离传感器(互感原理)输入的电流电压信号经整流滤波和I/V转换后输出一个随I1线性变化的直流电压信号U2,U2作为浮地控制信号去控制该模块输出4~20mA的标准化电流环路,该模块实现了无源交流隔离传感器信号变换为两根连接线路发送的呈线性比例的环路电流,接受器通过测量已知电阻RL两端的压降对环路电流进行检测。

总而言之,本文已为大家讲解了什么是电量变送器,电量变送器的原理、性能优点及规范等相关知识,并分析了DH4-20mA电量变送器跟无源交流隔离传感器的内容,希望大家能学习好本文的知识,在今后的工作上能学以致用!

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