变送器电路图
量子通信是利用量子叠加态和纠缠效应进行信息传递的新型通信方式,基于量子力学中的不确定性、测量坍缩和不可克隆三大原理提供了无法被窃听和计算破解的绝对安全性保证。
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好的,变送器是一种将物理量(如温度、压力、流量、液位等)或电信号转换成标准工业信号(最常见的是4-20mA两线制电流信号)的装置。
一个简化的典型两线制 4-20mA 变送器核心电路框图如下:
+-------------------------------+
| 变送器主体 |
| |
| +-------+ +-----+ +--------+ +----------+
物理量(如T/P/L) ----> |---| 传感器 |--->| 调理 |--->| 核心处理 |--->| 电流输出 |----> (4-20mA +)
| |(如PT100)| |电路 | | (ADC, CPU, | | (V/I转换) | 电流环正向
| +-------+ +-----+ | 算法等) | +----------+
| | | | |
| | +--------+ |
电源 & 信号返回 <------|-------------------------|--------------------------|--- ( - )
(环路公共端) | | |
| +---------------------+ | |
| | 电源管理与稳压电路 | <-----| |
| +---------------------+ | |
+-------------------------------+
^ |
| |
+----------------------------+
(环路供电)
关键组成部分详解 (中文):
-
传感器: 实际感受被测物理量(温度、压力等)并将其转换为初级电信号(如电阻变化、电压变化、毫伏信号)。例如:
- 温度:热电阻(Pt100)、热电偶(T型,K型等)。
- 压力:压阻式传感器、电容式传感器。
- 流量:涡街、电磁流量计的电极信号或频率信号。
-
信号调理电路:
- 放大: 将传感器产生的微弱信号(特别是热电偶的毫伏信号)放大到适合后续处理的电平。
- 线性化: 很多传感器的原始输出与被测物理量是非线性的(如热电阻),此电路对其进行补偿,使输出线性化。
- 滤波: 滤除信号中的高频噪声和干扰。
- 冷端补偿: (对热电偶) 补偿参比端(冷端)温度变化带来的误差。
- 恒流源: (对热电阻) 提供精确的恒定电流,使电阻变化转化为可测的电压变化。
- 阻抗匹配: 确保信号有效传递。
-
核心处理单元:
- 模数转换器: 将调理后的模拟信号转换为数字量,供微处理器处理。
- 微处理器/微控制器 : (智能变送器必备) 执行以下任务:
- 执行复杂的补偿算法(温度、非线性)。
- 提供通信功能(如HART协议)。
- 执行诊断。
- 进行量程设定和调零等。
- 算法与数据处理: 实现精确的测量计算和补偿。
-
电流输出级 :
- 电压/电流转换器: 这是两线制变送器最核心的电路之一。它将代表被测值的电压信号(来自ADC或DAC)精准地转换为一个受控的电流源,其输出电流在
4mA(通常对应量程下限或故障指示)到20mA(对应量程上限)之间线性变化,与被测物理量成正比。 - 关键特性:
- 是一个恒流源电路。
- 能在很宽的环路电压(通常9-36V DC)范围内工作。
- 需要消耗很小的静态电流(小于4mA)用于自身供电,以保证“零”输入信号时电流为4mA。
- 电压/电流转换器: 这是两线制变送器最核心的电路之一。它将代表被测值的电压信号(来自ADC或DAC)精准地转换为一个受控的电流源,其输出电流在
-
电源管理与稳压电路:
- 利用环路中流过的电流为整个变送器内部电路供电。
- 从一个精密基准电压源(如LM285, REF102)获取稳定的参考电压,这是整个电路精度和稳定性的基础。
- 为传感器激励(恒流源)、放大器、ADC、微处理器等提供稳定、低噪声的工作电压。
- 高效的电源管理对于降低整体功耗至关重要(确保在4mA时也能工作)。
-
隔离电路:(非常关键!)
- 信号隔离: 使用光耦或专用隔离芯片,将传感器/本地电路与电流环路及其电源在电气上隔离。防止现场的高压、地环路电流或浪涌损坏电子电路或干扰信号。
- 电源隔离: 为隔离侧电路供电(如使用DC-DC隔离电源模块)。
- HART通信滤波器:(如果支持HART)允许叠加在4-20mA信号上的高频HART FSK信号通过,用于通信。
典型外部连接 (两线制):
+24V DC (典型)或变送器电源 (9-36V DC)
+
|
|
+----|------------+ 电流表/负载 (如PLC AI卡)
| | | +
| [R] (可选限流) | |
| | | |
| | +----|------------------|-------------------> AI+
| | | | |
| +-------|----|------------------|---> (变送器主体 + 4-20mA入)
| | | |
| | | |
| +----|----|------------------|---> (变送器主体 - / 返回)
| | | | |
| | | | |
| | +----|------------------|-------------------> AI- (GND)
| | | |
| | | |
| | | |
+-------|---------+ |
| |
| |
+---------------------------+
GND (回路公共端)
关键点总结:
- 两线: 电源线和信号线共用两根线。既是电源回路,也是信号回路。
- 4mA 活零点: 4mA代表量程下限 (或故障),区分“无信号”(断线0mA)和“零输入”。
- 电流环: 信号以电流形式传输,抗干扰能力强(电压传输易受线路压降干扰)。
- 隔离: 保护现场和控制系统。
- 电压转电流 (V/I): 核心功能。
如何找到具体电路图?
- 查阅手册: 厂家提供的用户手册或服务手册通常会包含详细的电路图或功能框图。
- 搜索型号: 在网上搜索具体的变送器型号 + “schematic” 或 “circuit diagram” + “pdf”。例如
"罗斯蒙特 3051 schematic pdf"。 - 理解原理: 对于学习目的,理解上述通用框图和核心原理比追求特定型号的具体电路图更有意义。具体的元件值和电路细节通常是厂家专有技术。
希望这个中文解释和框图能帮助你理解变送器的核心电路原理!如果需要某个特定功能(如HART、特定的传感器接口)的细节,请再补充说明。
SP1224F电源芯片采用SOP-8封装-sp1224f电路图
1970-01-01 08:00:00 至 1970-01-01 08:00:00
典型电流环变送器电路图分享
电流环变送器是一种将传感器测得的电流信号转换成标准电流信号的装置。其工作原理是通过内部的电路将被测电流经过放大、线性化等处理,输出与被测电流成比例的标准电流信号。
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