四線制溫度變送器的缺點(diǎn)及改進(jìn)

控制室用的溫度變送器有相互隔離的兩條電源線和兩條輸出線，故稱四線制溫度變送器。這類儀表電路設(shè)計(jì)，器件選用，制造工藝都很嚴(yán)格，具有較好的性能，但也有不盡人意不處。其一，溫度信號(hào)太小，從現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)距離傳到控制室，不僅傳輸線價(jià)格貴，而且長(zhǎng)距離傳輸會(huì)帶來較大的誤差和引入不應(yīng)有的干擾。其二，線路較復(fù)雜，對(duì)器件要求嚴(yán)格，為提高產(chǎn)品的壽命及可靠性，須提高器件等級(jí)，致使產(chǎn)品成本增加，價(jià)格上升，性能的改進(jìn)也難以有較大的突破。為克服上述的缺點(diǎn)，人們便想到在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)就地將微小的溫度信號(hào)放大，并將其轉(zhuǎn)換為4-20mA的大信號(hào)傳輸出去，這就是現(xiàn)在的兩線制變送器。

兩線制溫度變送器

所謂兩線制變送器是指變送器的輸出線和供電電源線合二而一，變送器的輸出信號(hào)即是直接由電源供給的電流。它表征了被測(cè)量的大小。這樣，兩線制變送器至少解決了兩個(gè)問題：一是既信號(hào)線用量減少降低了電纜費(fèi)用，又減小了干擾，還克服了線路電阻帶來的測(cè)量誤差;二是4～20mA的電流傳輸，不僅傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)，而且不損耗，不怕干擾，對(duì)傳輸線也沒有特殊要求。除此而外，兩線制變送器對(duì)線路簡(jiǎn)單，所用器件少，功耗低，測(cè)量、轉(zhuǎn)換精度高、穩(wěn)定性、可靠性均大大優(yōu)于四線制變送器。正因?yàn)槿绱?，它才可以做成模塊式的溫度變送器，不需維護(hù)、修理。同時(shí)，也才出現(xiàn)了單片集成的4～20mA轉(zhuǎn)換器元件，如AD693，XTR—101等。這些芯片性能穩(wěn)定，價(jià)格低，被大量用作廉價(jià)型溫度變送器的主要元件。由于廉價(jià)型溫度輸入、輸出不隔離，在使用方面受到限制，只能在有限的范圍內(nèi)得到應(yīng)用。溫度變送器由四線制進(jìn)步到兩線制，使儀表走出控制室進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，立即面臨一個(gè)更為惡劣，更為嚴(yán)酷的環(huán)境條件，因而兩線制變送器擴(kuò)大了工作環(huán)境溫度范圍，機(jī)械性能也有很大的提高，但要保證變送器更廣泛的應(yīng)用，保證系統(tǒng)工作更安全可靠，對(duì)兩線制變送器來說，輸入、輸出隔離是十分重要的。目前這類產(chǎn)品可供選擇的有西安儀表廠從美國羅斯蒙特公司引進(jìn)的444RI熱電阻溫度變送器，444T熱電偶毫伏變送器，444MV直流毫伏載換器以及國內(nèi)研制的SBW—1000系列兩線制溫度變送器。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝的兩線制溫度變送器輸入、輸出隔離是十分重要的。兩線制溫度變送器的輸出信號(hào)由現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)娇刂剖?，必然也?huì)帶進(jìn)干擾，所以通常在供電電源的負(fù)端接地(見圖2—2)。如果變送器輸入、輸出是不隔離的，·63·1997年第2期　工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置那么就只有當(dāng)一次儀表的測(cè)溫元件對(duì)地阻抗Z很高時(shí)(Z>10M)才能保證變送器的正常工作不受影響。但當(dāng)一次儀表的測(cè)溫元件對(duì)地阻抗Z下降，甚至對(duì)地短路，則變送器工作遭到破壞，而這種情況是經(jīng)常發(fā)生的。

此外，隔離還可以減少變送器輸入、輸出端感應(yīng)高壓時(shí)因擊穿而損壞。

兩線制和四線制溫變之間的選擇

如前所述，兩線制溫變的出現(xiàn)是技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，是品質(zhì)優(yōu)良的控制系統(tǒng)的客觀需要。目前使用四線制變送器的用戶仍然很多，筆者認(rèn)為這里的原因主要有兩點(diǎn):一是習(xí)慣勢(shì)力的延伸，二是品質(zhì)優(yōu)良的兩線制溫變價(jià)格較貴，品質(zhì)不甚良好的廉價(jià)型溫變又使用戶喪失對(duì)它的信心。其實(shí)，品質(zhì)優(yōu)良的兩線制溫變價(jià)格與品質(zhì)優(yōu)良的四線制溫變價(jià)格相當(dāng)，如果算上節(jié)省的補(bǔ)償導(dǎo)線和電纜費(fèi)用，使 用品質(zhì)優(yōu)良的兩線制溫變不僅性能好，而且總的費(fèi)用還會(huì)有所下降。對(duì)廉價(jià)型溫變，只要使用合理，也是很好的。