隔离变送器的知识浅谈
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浅谈无菌检查用隔离器摘要:通过参照《中国药典》三部(2015版),利用无菌检查法对药品,医疗器械,原材料进行无菌检查,综合检查制品的安全。
通过参照实验培养基中是否含有微生物,来断定样品中的无菌性能,在实验开展初级阶段,通过对无菌培养皿进行取样调查,利用酒精灯保护等操作方法,保证整个过程的无菌性。
在之后的发展过程中,可定向转移到干净无菌的工作台,保证整个工作室操作干净整洁。
确定整体操作符合国家标准,无菌操作应在B级背景下进行定向操作,按照A级系统中所规定的要求完成隔离器系统的定向处理。
在指定区域进行准确操作,防止出现交叉感染等状况或者出现假阴性假阳性的问题。
通过参照《中国药典》三部(2015版)中所说的要求,利用B级背景来提高实验室整体净化效率,根据系统所规定,要求重点检查实验室环境,在此过程中需要投入大量资金费用。
对于实验区域,需要与背景间进行隔离,防止出现污染风险。
无菌检查室是为实验提供无菌环境,能够较好的降低微生物污染的风险,防止实验试剂和设备出现污染,更好的增强无菌检查室试验结果的准确性,在全球范围内得到有效利用。
基于此,本篇文章对无菌检查用隔离器进行研究,以供参考。
关键词:无菌检查;隔离器;应用分析引言无菌检查用隔离器能够将检验环境与外部的人员和环境完全隔离开来。
它不只配备单独的高效过滤器和空气处理单元,还配备过氧化氢灭菌系统,能对舱体内表面和设备表面进行灭菌,可达到生物指示剂下降6个对数级甚至更低水平的效果,因此可以避免实验用物品和辅助设备被污染,提高无菌试验结果的准确性。
汽化过氧化氢的灭菌循环包括预处理、充气、保压灭菌和通风4个阶段。
①预处理阶段:对管道、蒸发器和舱体进行预热去湿,防止过氧化氢气体冷凝;②充气阶段:往舱体内注入汽化过氧化氢,直至达到饱和状态,对微生物有杀灭作用;③保压阶段:维持汽化过氧化氢的饱和状态,以实现对灭菌表面的持续覆盖和对微生物的杀灭作用;④通风阶段:将残留的汽化过氧化氢通过催化过滤器排至室外,直至其浓度小于1×10-9并无异味。
直流电压隔离变送器的作用随着现代工业自动化的发展,各种传感器的应用越来越广泛。
传感器的信号往往是微弱的模拟电信号,而现场的控制系统则需要数字信号进行处理和传输。
直流电压隔离变送器正是起到了将传感器信号转化为可靠的数字信号的作用,从而实现了传感器和控制系统之间的隔离。
直流电压隔离变送器是一种常见的工业自动化装置,它主要由输入端、输出端和隔离电源组成。
在输入端,直流电压隔离变送器接收来自传感器的模拟电压信号,经过内部的放大、滤波和线性化处理,将其转化为标准的直流电压信号。
然后,这个直流电压信号通过隔离电源提供给输出端,并且在输出端与控制系统进行连接。
直流电压隔离变送器的主要作用有以下几个方面:1. 信号隔离保护:传感器和控制系统之间的隔离是直流电压隔离变送器最主要的功能之一。
由于现场环境的复杂性和工业设备的特殊性,传感器所产生的信号往往会受到各种干扰,如电磁干扰、噪声干扰等。
直流电压隔离变送器能够将传感器的信号与控制系统隔离开来,避免干扰信号对控制系统产生影响,提高系统的可靠性和稳定性。
2. 信号放大与滤波:直流电压隔离变送器具有信号放大和滤波的功能,可以将微弱的传感器信号放大到控制系统所需的标准电压范围。
同时,它还能对信号进行滤波处理,去除掉传感器信号中的噪声和干扰,使得输出的信号更加稳定和可靠。
3. 信号线性化:传感器的输出信号往往是非线性的,而直流电压隔离变送器能够对这些非线性信号进行线性化处理,使得输出信号与输入信号之间保持一定的线性关系。
这样一来,控制系统就能够更加准确地对输入信号进行分析和处理,提高了系统的控制精度和可靠性。
4. 传输距离延长:由于信号隔离和放大的功能,直流电压隔离变送器能够将传感器信号的传输距离延长。
传感器信号往往是微弱的模拟信号,传输距离较长时容易受到信号衰减和干扰的影响。
而通过直流电压隔离变送器的放大和隔离处理,可以将信号的传输距离延长到更远的位置,使得传感器和控制系统之间的距离可以更加灵活和方便。
隔离变送器的隔离原理生产过程监视和控制要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构。
过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号,甚至还有高达数千伏、数百安培、有直流低频范围的,也有高频/脉冲尖峰的信号,设备仪表间的互相干扰就成为系统调试中必须要解决的问题。
除了电磁屏蔽之外,解决各种设备仪表的信号参考点的电位差(即“地”)将成为重要课题。
因为不同设备、仪表的信号要互传互送,那就存在信号参考点问题。
换句话说,要使信号完整传送,理想化的情况是所有设备仪表的信号有一个共同的参考点,即共有一个“地”。
进一步讲,所有设备仪表信号的参考点之间电位差为“零”。
但是在实际环境中,这一点几乎是不可能的,这里面除了各个设备仪表“地”之间的连线电阻产生的电压降之外,尚有各种设备仪表在不同环境受到的干扰不同,以及导线接点经受风吹雨淋导致接点质量下降等诸多因素,致使各个“地”之间有差别。
以示意图一为例。
600)this.width=600" 图中标明有两个现场设备1#、2#向PLC传送信号以及PLC向两台现场设备3#、4#发出信号。
假定传送信号均为0-10VDC。
理想情况下PLC及两个现场设备1#、2#“地”电位完全相等,传送过程中又没有干扰。
这样从PLC输入来看,接收正确。
但如前所述,两个现场设备通常有“地”电位差。
举例来讲,1#设备“地”与PLC“地”同电位,2#设备比它们的“地”电位高0.1V,这样1#设备给PLC的信号为0-10V,而2#设备给PLC的为0.1V-10.1V,?同时1#、2#设备的“地”线在PLC汇合联接,将0.1V电压施加在PLC地线条上,可能损坏PLC局部“地”线。
同时显示错误的数据。
由此引起的问题在现场调试中屡有出现。
例如PLC的每个数据采集板由多个通道组成,多个通道共用一个12位A/D,模拟量经过变换后由12个光耦隔离器实现与主机隔离。
它的多个通道输入之间没有隔离,致使在输入信号时,每个通道单独输入到采集板均正常。
简述变送器的作用变送器是一种常见的工业控制设备,主要用于将被测量物理量转换成可供测量、传输和处理的标准信号。
它在各个工业领域中起着重要的作用。
变送器可以将被测量的物理量转换成标准信号输出。
在工业生产中,往往需要对温度、压力、流量、液位等各种物理量进行测量和监控。
变送器通过传感器将这些被测量的物理量转换成电信号,然后经过一系列的放大、滤波和线性化处理,最终将它们转换成标准的电流信号(例如4-20mA)或电压信号(例如0-10V),以便工控系统或PLC 等设备进行读取和处理。
通过这种方式,变送器实现了被测量物理量的准确、可靠的传输和处理。
变送器具有信号隔离和抗干扰的功能。
在工业现场,由于环境的复杂性和干扰源的存在,信号往往会受到外界电磁干扰、噪声等因素的影响,导致信号质量下降甚至失真。
变送器通过采用隔离技术和抗干扰设计,能够有效地隔离和抑制外界干扰信号,保证被测量信号的准确性和稳定性,提高系统的可靠性和抗干扰能力。
变送器还具有线性化和校准功能。
由于传感器本身的非线性特性或使用过程中的漂移,使得传感器输出的信号与被测量物理量之间存在一定的非线性关系。
变送器通过内部的线性化电路和校准功能,能够将传感器输出的非线性信号转换成与被测量物理量成线性关系的标准信号,从而提高测量的准确度和可靠性。
变送器还具有远程传输和显示功能。
在工业生产现场,被测量点往往分布在不同的位置,需要将信号远程传输到控制室或监控中心进行集中管理和监控。
变送器通过采用现场总线技术或其他通信接口,可以将信号远程传输到上位机、仪表或显示屏上进行实时显示和监控,方便操作人员对被测量物理量进行观测和分析。
变送器还具有自我诊断和故障报警功能。
在工业生产中,变送器的正常运行对于生产过程的稳定性和安全性至关重要。
变送器能够通过内部的自检和故障诊断功能,实时监测自身的工作状态和故障情况,并在出现异常时发出报警信号,提醒操作人员及时处理,以减少生产事故的发生。
模拟信号隔离器/隔离放大器/隔离变送器常见问题解答工业生产中为增加设备带载能力并保证连接同一信号的设备之间互不干扰,提高电控安全性能,需要将仪器仪表或传感器输出的电压电流、频率、电阻等信号进行采集运算、隔离放大、转换变送及去干扰处理后,得到行业通用的标准模拟电流或电压信号,安全送给二次仪表或PLC/DCS/PC机使用。
用户使用模拟信号隔离器/隔离放大器/隔离变送器/数据采集器等产品,有时会遇到现场信号匹配、负载匹配、高频干扰、多路信号窜扰等技术问题,或有源无源、2/3/4线制、回路馈电等选型应用方法问题。
顺源科技作为国内资深模拟信号技术应用研发生产厂家,根据多年的研发生产经验和技术服务工程师广泛收集的工业现场各种不同环境下用户反馈宝贵意见,在对产品性能不受影响前提下逐步对各项技术指标进行改进改善的同时,将工程师现场遇到的一些技术问题进行记录、收集整理,希望给广大用户提供一些技术参考和现场应用解决方案的支持。
今后如收集到更多的技术问题解决方案,我们会及时更新信息。
1、信号隔离器|隔离放大器|隔离变送器|隔离配电器|隔离调理器|隔离安全栅如何区分?如何选型?信号隔离器:将模拟4-20mA电流信号或0-5V电压信号进行直接隔离传输,分为有源型和无源型。
有源型信号隔离器需外接辅助电源,由于有外接电能量支持,信号在隔离传输过程中不会损耗,带载能力强。
0-±10V信号隔离器,ISO EM U6-P1-O10参考资料:/download/html/DownDetail_1.html 无源型信号隔离器不需要外接辅助电源,一般采用回路窃电技术,信号传输有些损耗,带载(≤350Ω)较弱。
4-20mA无源信号隔离器,ISOS 4-20mA参考资料:/download/html/DownDetail_159.html 隔离放大器:一般都是有源型,可将模拟4-20mA电流信号或0-10V电压信号进行隔离、放大、转换。
电量隔离传感器工作原理简介一、概述电量隔离传感器/变送器是针对工程中的电量检测(监测),提高系统的整体抗干扰能力,而研制开发的一种小体积、高性能的电信号量测部件或模块。
电量隔离传感器/变送器可以对现场的大电流、高电压、功率、频率、相角、电度等电参量进行隔离测量和变换,也可以对各种微弱信号(如各种桥路信号)进行隔离放大和变换,将其调理后,变换成符合国际通用标准的电压、电流、频率等模拟信号或变换成数字量、开关量状态等信号输出。
这些输出信号可以和传统的指针式仪表相接,也与现代的数字式自控仪表、各种A/D 转换器以及计算机系统直接配接,从而可以形成一个组成高可靠的工业检测(监测)或控制系统。
由于电量隔离传感器在应用中,用户不需做二次开发工作,高电压或大电流信号可以直接接入产品,(通过端子、插针输入或穿孔方式输入),就可以得到相应的输出信号。
因此电量隔离传感器作为信号调理、隔离和变换功能摸块,是工业控制和数据采集系统中比较理想的变送器产品。
随着科学技术的不断发展,工业控制或检测(监测)系统对电量隔离传感器的要求也越来越高,特别是在产品的稳定性、检测精度和功能方面。
由于数字化产品不论其性能还是功能,如非线性校正和小信号处理方面,模拟产品是不可比拟的。
因此,电量隔离传感器的数字化是一种必然趋势。
二、电量隔离传感器基本工作原理由于电量隔离传感器产品的被检测对像主要是电流和电压信号,所以下面主要介绍电流和电压信号的检测原理:1、交流信号检测原理交流信号又分为交流电压和电流信号。
,图1 为交流电流信号的检测原理框图,图2 为交流电压信号的检测原理框图,由CT 和PT 对信号进行隔离,电流为穿孔输入方式,电压为端子接线输入方式。
图1 交流电流信号产品原理框图图2 交流电压信号产品原理框图其中,CT 为电流互感器,PT 为电压互感器,输出一般为0-5V 或4-20mA。
2、直流信号检测原理图3 为直流信号检测原理框图图3 直流信号产品原理框图直流信号分为直流电压和直流电流,直流电流一般是通过电阻取样,直流电压一般用电阻降压处理。
压力隔离变送器工作原理
压力隔离变送器的工作原理主要基于压力变量转换和信号放大。
它将传感器感应到的微弱非电量压(如气体、液体等)转换成可传输的标准化信号输出,同时进行放大,以供应指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。
转换成的电信号与压力变量有一定的连续函数关系(通常为线性函数)。
压力隔离变送器主要由敏感元件、传感原件及测量转换电路三部分组成。
测压元件传感器将接收的压力信号转变成标准的电流电压信号,以供给二次仪表进行测量和指示。
其测量原理是将流程压力和参考压力分别作用于集成硅压力敏感元件的两端,差压使硅片变形(位移很小,仅μm级),以使硅片上用半导体技术制成的全动态惠斯登电桥在外部电流源驱动下输出正比于压力的mV级电压信号。
由于硅材料的强性极佳,所以输出信号的线性度及变差指标均很高。
工作时,压力隔离变送器将被测物理量转换成mV级的电压信号,并送往放大倍数很高而又可以互相抵消温度漂移的差动式放大器。
放大后的信号经电压电流转换变换成相应的电流信号,再经过非线性校正,最后产生与输入压力成线性对应关系的标准电流电压信号。
以上内容仅供参考,如需了解更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
隔离变送器的隔离原理隔离变送器(Isolation Transmitter)是一种常用的电子设备,用于将输入信号转换为隔离输出信号。
它的主要目的是实现输入信号和输出信号之间的电气隔离,避免它们之间的相互干扰和互联。
隔离变送器有许多应用领域,如工业自动化、电力系统、仪器仪表等。
电气隔离是指通过使用绝缘材料和绝缘设计来隔离输入和输出回路。
它主要基于以下几个原理:1.透明隔离:透明隔离器是最基本的电气隔离方法。
它使用绝缘材料例如绝缘胶层将信号传输线路中的电流进行隔离,防止信号泄漏或干扰。
2.高阻抗:输入和输出回路之间的高阻抗可以减少电流的流动,从而实现隔离。
3.磁隔离:使用磁隔离器可以通过电感耦合实现输入和输出之间的隔离。
磁隔离器将输入信号的变化转换为磁场变化,然后通过电感耦合的方式将磁场传递到输出回路中,从而实现传输信号的隔离。
光电隔离是利用光能传输信号,通过光电转换器将输入信号转换为光信号,并通过光纤或光耦合器件将光信号传递到输出端,然后再将光信号转换为电信号。
它基于以下原理:1.光电转换:输入信号被光敏元件(例如光敏电阻或光电二极管)接收,并将其转换为光信号。
光敏元件可以将光能转化为电能,实现输入信号的隔离。
2.光传输:光纤或光耦合器件用于传输光信号,有效地隔离了输入和输出之间的电气信号。
3.光电转换:在接收端,光信号通过光电转换器(例如光电二极管或光敏晶体管)转换为电信号,实现信号的隔离。
无论是电气隔离还是光电隔离,隔离变送器在工作过程中都是通过将输入信号与输出信号之间的电气连接进行阻断,使用隔离材料或光纤来阻止信号传输。
这样可以防止输入端的噪声、干扰或高电压对输出端的设备或信号造成损害或干扰。
此外,隔离变送器通常还采用增益和缓冲放大器来提高信号质量和精度,以满足不同的应用需求。
它们可以提供更好的信号传输和隔离效果,同时保持输入和输出之间的电气隔离。
总之,隔离变送器通过电气和光学隔离的原理,能够实现输入信号与输出信号之间的安全分离,保持信号的完整性和准确性,同时提供保护设备和人员的功能。
什么是隔离型压力变送器?
我们已经了解了差压变送器的工作原理,这次学习隔离型压力变送器。
什么是隔离型压力变送器?
同普通压力表变送器一样,隔离型压力变送器内部也存在一个测量膜盒,只不过隔离型压力变送器的测量膜盒里有两个膜片,一个为外膜片,用于测量被测压力,另一个为内膜片,他的作用与普通压力变送器的膜片一样,用于直接感受压力。
两个膜片中间密封存在稳定液体,一般为硅油。
当我们需要测量压力时,外膜片首先感应到压力,然后将压力原封不动的传递给密封液体,最后由内膜测出压力值。
那么,什么情况下需要用到隔离型压力变送器呢?
隔离型变送器主要用于特殊介质的压力测量。
第一种情况,如被测介质离开设备后会结晶产生固体,如果使用的是普通压力变送器,就需要取出介质,不然介质留在压力变送器中,会堵塞导压管与膜盒损害甚至终结压力变送器的准确性与寿命,所以这种情况下,我们会选用隔离型压力变送器。
隔离型变送器通常被制作成法兰安装,这种安装方式为,在被测设备上开口加法兰变送器,安装后,它的感应膜片是设备壁的一部分,这样它不会取出被测介质,一般也就不会造成结晶堵塞。
第二种情况,当被测介质需求结晶温度较高时,可以选择将膜片凸出,将传感膜片插入设备内部,即选用插入式法兰变送器。
隔离型压力变送器对材质的要求较高,且制作复杂,所以它的价格较于普通压力变送器也更加昂贵。
隔离温度变送器作用安全操作及保养规程前言隔离温度变送器是工业自动化控制领域中常见的一种设备,它可以将温度信号转化为一定范围内的电信号输出,用于监控和控制温度变化。
因为工作环境较为恶劣,所以在使用隔离温度变送器的过程中必须要注意安全操作和良好的保养,才能确保设备的长期稳定运行。
本文将从隔离温度变送器的作用、安全操作和保养规程等方面进行详细介绍,希望对使用者有所帮助。
隔离温度变送器的作用隔离温度变送器主要用于将前端检测到的温度信号转化为标准信号输出,以便于PLC或DCS等控制器接收并进行信号处理。
它是一种介于温度传感器和控制器之间的连接器,负责进行信号放大、隔离和抗干扰等工作。
其作用主要体现在以下几个方面:1.信号放大:隔离温度变送器可以将传感器采集到的微弱信号放大到一定程度,以便于控制器接收和处理。
2.信号隔离:隔离温度变送器可以在信号输入和输出之间建立电气隔离,以防止不同回路之间的信号干扰。
3.抗干扰能力:隔离温度变送器可以抵抗环境中电磁波、噪声等干扰信号对于温度测量的影响,保证信号的稳定性和准确性。
4.线性化校准:隔离温度变送器可以将非线性的传感器输出转化为线性信号输出,以便于后续的计算和处理。
5.附加功能:隔离温度变送器还可以具备过压保护、过流保护、短路保护等多种功能,以提高设备的可靠性和安全性。
安全操作规程隔离温度变送器是一种高精度、高灵敏度的设备,需要进行正确的操作和管理。
以下是隔离温度变送器的安全操作规程:1. 安装环境要求隔离温度变送器一般安装在温度传感器节点附近,在安装前需要充分了解以下环境要求:•安装地点应尽量远离电磁干扰源(如高压电线、大功率电机等)。
•安装地点应具有充足的通风条件,避免过高的环境温度对隔离温度变送器的影响。
•安装地点应尽量避免受到机械振动和冲击。
2. 安全接线方法实施隔离温度变送器的安全接线方法如下:•接线前必须在设备状态下进行,并确保设备处于停止运转状态。
•接线前必须检查输入和输出无误,避免误接或短路。
变送器作用变送器是一种用于测量、监测和控制各种物理量的装置,它的作用是将被测物理量转化为标准输出信号或可供传输的信号。
变送器通常由传感器、信号处理电路和输出电路组成,其中传感器负责接收被测物理量,信号处理电路负责将接收到的信号进行处理和转换,输出电路负责输出标准信号或传输信号。
变送器的作用有以下几个方面:1. 测量和监测:变送器可以将温度、压力、液位、流量等物理量转化为电信号,以实现对这些物理量的测量和监测。
通过变送器,我们可以获得被测量的物理量的准确数值,并可以实时监测其变化情况,以便根据实际需要进行相应的调整和控制。
2. 信号传输:由于变送器可以将物理量转化为电信号,这些电信号可以通过电缆、光纤等传输介质传输到远处的监控室、控制中心等地方。
这样,我们可以将被测物理量的信息传输到远处进行监测和控制,而不需要实时接近被测物理量的位置。
3. 标准化输出:变送器可以将被测物理量转化为标准信号输出,如4-20mA电流信号、0-10V电压信号等。
这些标准信号可以被工业控制系统、数据采集系统等设备接收,并进行数据处理、显示和记录。
通过标准化输出,各种设备可以方便地接收和处理被测物理量的信息,从而实现自动化控制和数据分析。
4. 电气隔离:变送器通常具有电气隔离功能,可以将被测物理量与输出信号之间进行隔离,以保护被测物理量的安全性和稳定性。
电气隔离可以防止被测物理量的异常波动或干扰对输出信号产生影响,从而提高信号的准确性和可靠性。
总之,变送器是将被测物理量转化为标准输出信号或可供传输的信号的装置,具有测量和监测、信号传输、标准化输出和电气隔离等作用。
它在工业控制、环境监测、仪器仪表等领域都得到广泛应用,为各种系统和设备的正常运行和安全稳定起着重要作用。
隔离变送器的作用
简洁地讲,隔离变送器是将一个信号经过隔离措施后变送输出信号与之成肯定关系的电气器件。
隔离变送器有什么作用?
1.隔离作用:
工业信号为什么要隔离?由于工业现场的环境条件是很简单的,各种干扰(天体放电干扰、电晕电火花放电干扰、电气设备频率干扰、感应干扰)通过不同的耦合方式(电容耦合、电磁耦合、共阻抗耦合、漏电流耦合)进入测量系统,使测量结果偏离精确值,严峻时会让测量系统不能工作,因此要对工业信号进行干扰抑制,也就是实行隔离措施,隔离器就派上用场了。
什么是隔离?隔离就是破坏干扰途径、切断干扰耦合通道,从而达到抑制干扰的一种技术措施。
常用的隔离方法有:电磁隔离、调制隔离、光电隔离。
像深圳科立恒公司的SV-VA系列、CSP系列、KCE 系列隔离器都采纳光电隔离方式。
2.变换作用:
将一种形式的信号转换成另一种形式的信号。
a、将各种物理量转换成标准的工业掌握信号:比如温度信号转换成4-20mA信号,沟通800V电压信号转换成0-10V信号、直流1A电流信号转换成0-5V信号等
b、标准信号转换:比如4-20mA转1-5V
3.放大作用、远传作用
将一些微弱的毫伏级信号放大成易处理的标准信号,将易受干扰的电压信号转换成电流信号,以利于信号远传,像4-20mA信号可以传1000米。
4.保安作用:
加设隔离变送器可以爱护上位重要掌握器件的平安,比如plc、工控机、采集卡、仪表等,隔离器的隔离作用可以爱护其他珍贵器件的平安,以免损坏。
隔离变送器的知识浅谈二线制传输方式中,供电电源、负载电阻、变送器是串联的,即二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电流信号,目前大多数变送器均为二线制变送器;四线制方式中,供电电源、负载电阻是分别与变送器相连的,即供电电源和变送器输出信号分别用二根导线传输。
一.什么是两线制电流变送器? 什么是两线制?两线制有什么优点?两线制是指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线,这两根线既是电源线,又是信号线。
两线制与三线制(一根正电源线,两根信号线,其中一根共GND) 和四线制(两根正负电源线,两根信号线,其中一根GND)相比,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。
三线制和四线制变送器均不具上述优点即将被两线制变送器所取代,从国外的行业动态及变送器心片供求量即可略知一斑,电流变送器在使用时要安装在现场设备的动力线上,而以单片机为核心的监测系统则位于较远离设备现场的监控室里,两者一般相距几十到几百米甚至更远。
设备现场的环境较为恶劣,强电信号会产生各种电磁干扰,雷电感应会产生强浪涌脉冲,在这种情况下,单片机应用系统中遇到的一个棘手问题就是如何在恶劣环境下远距离可靠地传送微小信号。
两线制变送器件的出现使这个问题得到了较好地解决。
它把现场设备动力线的电流隔离转换成4~20 mA的按线性比例变化的标准电流信号输出,然后通过一对双绞线送到监测系统的输入接口上,双绞线同时也将位于监测系统的24V工作电源送到电流变送器中。
测量信号和电源在双绞线上同时传送,既省去了昂贵的传输电缆,而且信号是以电流的形式传输,抗干扰能力得到极大的加强。
二.电流变送器的4-20mA输出如何转换?两线制电流变送器的输出为4~20mA,通过250Ω的精密电阻转换成1~5V或2-10V 的模拟电压信号.转换成数字信号有多种方法,如果系统是在环境较为恶劣的工业现场长期使用,因此需考虑硬件系统工作的安全性和可靠性。
系统的输入模块采用压频转换器件LM 231将模拟电压信号转换成频率信号,用光电耦合器件TL117进行模拟量与数字量的隔离。
同时模拟信号处理电路与数字信号处理电路分别使用两组独立的电源,模拟地与数字地相互分开,这样可提高系统工作的安全性。
利用压频转换器件LM231也有一定的抗高频干扰的作用。
三.电流输出型与电压输出型有哪些优劣比较?在单片机控制的许多应用场合,都要使用变送器来将单片机不能直接测量的信号转换成单片机可以处理的电模拟信号,如电流变送器,压力变送器、温度变送器、流量变送器等。
早期的变送器大多为电压输出型,即将测量信号转换为0-5V电压输出,这是运放直接输出,信号功率<0.05W,通过模拟/数字转换电路转换数字信号供单片机读取、控制。
但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合,电压输出型传感器的使用受到了极大限制,暴露了抗干扰能力较差,线路损耗破坏了精度等等等缺点,而两线制电流输出型变送器以其具有极高的抗干扰能力得到了广泛应用。
电压输出型变送器抗干扰能力极差,线路损耗的破坏,谈不上精度有多高,有时输出的直流电压上还叠加有交流成分,使单片机产生误判断,控制出现错误,严重时还会损坏设备,输出0-5V绝对不能远传,远传后线路压降大,精确度大打折扣。
现在很多的ADC,PLC,DCS 的输入信号端口都作成两线制电流输出型变送器4-20mA的,证明了电压输出型变送器被淘汰的必然趋势。
四.4~20mA电流输出型到接口一般有哪些处理方法?电流输出型变送器的输出范围常用的有0~20mA及4~20mA两种,电流变送器输出最小电流及最大电流时,分别代表电流变送器所标定的最小及最大额定输出值。
下面以测量范围为以0~100A的电流变送器为例进行叙述。
对于输出0~20mA的变送器0mA电流对应输入0A值,输出4~20mA的变送器4mA电流对应输入0A值,两类传感器的20mA电流都对应100A值。
对于输出0~20mA的变送器,在电路设计上我们只需选择合适的降压电阻,在A/D 转换器输入接口直接将电阻上的0-5V或0-10V电压转换为数字信号即可,电路调试及数据处理都比较简单。
但劣势是无法判别变送器的损坏,无法辨别变送器输出开路和短路。
对于输出4~20mA的变送器,电路调试及数据处理上都比较烦琐。
但这种变送器能够在变送器线路不通时,短路时或损坏时通过能否检测到正常范围内的电流(正常时最小值也有4mA),来判断电路是否出现故障,变送器是否损坏,因此得到更为广泛普遍的使用。
由于4~20mA变送器输出4mA时,在取样电阻上的电压不等于0,直接经模拟数字转换电路转换后的数字量也不为0,单片机无法直接利用,通过公式计算过于复杂。
因此一般的处理方法是通过硬件电路将4mA在取样电阻上产生的电压降消除,再进行A/D转换。
这类硬件电路首推RCV420,是一种精密的I/V转换电路。
还有应用LM258自搭的I/V转换电路,这个电路由两线制电流变送器产生的4~20mA电流与24V以及取样电阻形成电流回路,从而在取样电阻上产生一个1-5V压降,并将此电压值输入到放大器LM258的3脚。
电阻分压电路用来在集成电路LM258的2脚产生一个固定的电压值,用于抵消在取样电阻上4mA电流产生的压降。
所以当两线制电流变送器为最小值4mA时,LM258的3脚与2脚电压差基本为0V。
LM258与其相连接的电阻构成可调整电压放大电路,将两线制电流变送器电流在取样电阻上的电压值进行放大并通过LM258的1脚输出至模拟/数字转换电路,供单片机CPU读入,通过数据处理方法将两线制电流变送器的4-20mA电流在LCD/LED屏幕上以0-100A值的形式显示出来。
五.什么是两线制电流变送器的6大全面保护功能:(1)、输入过载保护;(2)、输出过流限制保护;(3)、输出电流长时间短路保护;(4)、两线制端口瞬态感应雷与浪涌电流TVS抑制保护;(5)、工作电源过压极限保护≤35V;(6)、工作电源反接保护。
六.怎样辨别真假优劣的电流电压变送器?生产资料市场化以后,加剧激烈的竞争,真假优劣难辨,又因变送器是边缘学科,很多工程设计人员对此较陌生,有些厂家产品仪器仪表产品目录《全国拟在建项目汇编》征订工业级别和民用商用级别指标混淆(工业级的价格是民用商用级的2-3倍)有些厂家产品用几角钱的LM324和LM431加一个线性光偶就可以做出一只变送器。
笔者试以常用的0.5级精度的电流电压变送器为例,从以下方法着手来辨别真假优劣。
(1) 基准要稳,4mA是对应的输入零位基准,基准不稳,谈何精度线性度,冷开机3分锺内4mA的零位漂移变化不超过4.000mA0.5%以内;(即3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V,国外IC心片多用昂贵的能隙基准,温漂系数每度变化10ppm;(2) 内电路总计消耗电流<4mA,加整定后等于4.000mA,而且有源整流滤波放大恒流电路不因原边输入变化而消耗电流也随之变化,国外IC心片采用恒流供电;(3) 当工作电压24.000V时,满量程20.000mA时,满量程20.000mA的读数不会因负载0-500Ω变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内;(4) 当满量程20.000mA时,负载250Ω时,满量程20.000mA的读数不会因工作电压15.000V-30.000V变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内;(5) 当原边过载时,输出电流不超过25.000mA+10%以内,否则PLC/DCS内供变送器用的24V工作电源和A/D输入箝位电路因功耗过大而损坏,另外变送器内的射随输出亦因功耗过大而损坏,无A/D输入箝位电路的更遭殃;(6) 当工作电压24V接反时不得损坏变送器,必须有极性保护;(7) 当两线之间因感应雷及感应浪涌电压超过24V时要箝位,不得损坏变送器;一般在两线之间并联1-2只TVS瞬态保护二极管1.5KE可抑制每20秒间隔一次的20毫秒脉宽的正反脉冲的冲击,瞬态承受冲击功率1.5KW-3KW;(8) 产品标示的线性度0.5%是绝对误差还是相对误差,可以按以下方法来辨别方可一目了然:符合下述指标是真的线性度0.5%.原边输入为零时输出4mA正负0.5%(3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V原边输入10%时输出 5.6mA正负0.5%(5.572-5.628mA)负载250欧姆上的压降为1.393-1.407V原边输入25%时输出8mA正负0.5%(7.96-8.04mA)负载250Ω上的压降为1.990-2.010V原边输入50%时输出12mA正负0.5%(11.94-12.06mA)负载250Ω上的压降为2.985-3.015V原边输入75%时输出16mA正负0.5%(15.92-16.08mA)负载250Ω上的压降为3.980-4.020V原边输100%时输出20mA正负0.5%(19.90-20.10mA)负载250Ω上的压降为4.975-5.025V(9) 原边输入过载时必须限流:原边输入过载大于125%时输出过流限制25mA+10%(25.00-27.50mA)负载250Ω上的压降为6.250-6.875V;(10) 感应浪涌电压超过24V时有无箝位的辨别:在两线输出端口并一个交流50V指针式表头,用交流50V接两根线去瞬间碰一下两线输出端口,看有无箝位,箝位多少伏可一目了然。
(11) 有无极性保护的辨别:用指针式万用表Ω乘10K档正反测量两线输出端口,总有一次Ω阻值无限大,就有极性保护;(12) 有无极输出电流长时间短路保护:原边输入100%时或过载大于125%-200%时,将负载250Ω短路,测量短路保护限制是否在25mA+10%;(13) 工业级别和民用商用级别的辨别:工业级别工作温度范围是-25度到+70度,温漂系数是每度变化100ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之一;民用商用级别工作温度范围是0度(或-10度)到+70度(或+50度),温漂系数是每度变化250ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之二点五;电流电压变送器的温漂系数可以用恒温箱或高低温箱来试验验证较繁琐。