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一、測量控制系統(tǒng)的組成

    在自動控制回路中主要由輸入傳感器、調(diào)節(jié)儀、輸出執(zhí)行裝置與被控對象四個部分組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。

d08 15.79 d19 37.64

    d09 17.77 d20 39.64

    d10 19.77

四、輸入連接導(dǎo)線的接線方式

    熱電偶與熱電阻連接儀表有不同的要求：

    1、熱電偶的連接方式

    采用補償導(dǎo)線，通常由補償導(dǎo)線合金絲、絕緣層、護(hù)套、屏蔽層組成。在一定溫度范圍內(nèi)（包括常溫）、具有與所匹配的熱電偶的熱電動勢的標(biāo)稱值相同的一對帶有絕緣層的導(dǎo)線，用它們連接熱電偶與測量裝置，以補償它們與熱電偶連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。

    2、熱電阻的信號連接方式

    熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號通過銅導(dǎo)線連接傳遞到二次儀表上或者其它控制裝置。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對測量結(jié)果會有較大的影響。

    目前熱電阻的引線主要有三種方式。

    2.1 二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻，r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度的因素有關(guān)，因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合

    2.2 三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業(yè)過程控制中的zui常用的引線電阻。

    3、輸入模擬量信號連接儀表有不同的要求

    AI儀表的模擬量輸入是采用電壓輸入法，有二種方式連接有源或無源信號：在輔助輸入口MIO口安裝I4模塊直接接入二線制變送器，同時饋電DC24V；或在主輸入口0～20mA；4～20mA信號并接250Ω電阻變成0～5V；1～5V信號輸入；在儀表熱電偶主輸入口設(shè)置為0～1V或0.2～1V，然后外接100歐或50歐電阻變換即可，等多種規(guī)格。

    多種信號輸入的接線：

    對于控制調(diào)節(jié)閥伺服電機(jī)接線有多組信號接入，需要有多樣化的改變：

　　如果是程序儀表通訊口被站用了，在MIO口用作開關(guān)量輸入來控制程序的起/停/暫停時，當(dāng)儀表應(yīng)用在伺服器直接控制調(diào)節(jié)閥時反饋信號4～20mA并250Ω電阻變1～5V主輸入口接入，此時測量信號為線性電流/電壓時不能用1～5V/0～5V輸入，可用儀表熱電偶主輸入口輸入用0～1V或0.2～1V，然后將4～20mA信號外接100歐或50歐電阻變換即可，這對于熱電偶、熱電阻是不影響的。對于程序儀表還可安裝外部開關(guān)量輸入來控制程序的起/停/暫停，在MIO口已被占用可在通訊口來控制程序的起/停/暫停。

    當(dāng)反饋信號是電阻信號，傳感器信號從主輸入輸入，二線制變送器饋電從AUX位安裝V24電源模塊，開關(guān)量輸入來控制程序的起/停/暫停安裝在儀表通訊口。

五、結(jié)束語

    各類傳感器二線制變送器的應(yīng)用非常廣泛，不論是在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防建設(shè)，還是在日常生活、教育事業(yè)以及科學(xué)研究等領(lǐng)域，處處可見模擬傳感器的身影，在選用時要考慮傳感器的測量精度問題。精度是傳感器的一個重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的可靠性直接影響儀表的顯示準(zhǔn)確性。

    在安裝時要考慮各種信號線的布線干擾問題，特別是信號線與交流動力線同走一個長的管道中干擾尤甚，會引起通道信號的竄擾；

    空間的各種電磁、氣象條件、雷電甚至地磁場的變化也會干擾傳感器的正常工作；此外工業(yè)自動化網(wǎng)版權(quán)所有，現(xiàn)場溫度、濕度的變化可能引起電路參數(shù)發(fā)生變化，腐蝕性氣體、酸堿鹽的作用，野外的風(fēng)沙、雨淋，甚至鼠咬蟲蛀等都會影響傳感器的可靠性。

    影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應(yīng)能力。

    充分了解傳感器的性能才能更好的應(yīng)用儀表。

二、儀表常用輸入規(guī)格

    以AI-808儀表為例一臺儀表可以兼容常規(guī)所有輸入規(guī)格入下：
    熱電偶：K、S、R、E、J、T、B、N 熱電阻：Cu50、Pt100
    線性電壓：0－5V、1－5V、0－1V、0－100mV、0－20mV等
    線性電流（需外接分流電阻）：0－10mA、0－20mA、4－20mA等
    擴(kuò)充規(guī)格：在保留上述輸入規(guī)格基礎(chǔ)上，允許用戶一種額外輸入規(guī)格（按特殊分度表輸入）
    ●測量范圍：
    熱電偶：K（-50－+1300℃）、S（-50－+1700℃）、R（-50－+1650℃）、T（-200－+350℃）
    E（0－800℃）、J（0－1000℃）、B（0－1800℃）、N（0－1300℃）
    熱電阻：Cu50（-50－+150℃） 、Pt100（-200－+600℃）
    線性輸入：-1999－+9999由用戶定義
    ●測量精度：0.2級（熱電阻、線性電壓、線性電流及熱電偶輸入且采用銅電阻補償或冰點補償冷端時） 0.2%FS±2.0℃（熱電偶輸入且采用儀表內(nèi)部元件測溫補償冷端時）
    ●響應(yīng)時間：≤0.5秒（設(shè)置數(shù)字濾波參數(shù)dL=0時）
    注：儀表對B分度號熱電偶在0－600℃范圍時可進(jìn)行測量，但測量精度無法達(dá)到0.2級，在600－1800℃范圍可保證0.2級測量精度。
    在確定傳感器型號后在儀表參數(shù)表設(shè)定傳感器代號就能正常顯示測量數(shù)據(jù)。表格如下：
    代號 傳感器輸入類型 代號 傳感器輸入類型
    0 K 20 Cu50
    1 S 21 Pt100
    2 R 22 0~75mV 電壓輸入
    3 T 26 0~80歐 電阻輸入
    4 E 27 0~400歐 電阻輸入
    5 J 28 0~20mV 電壓輸入
    6 B 29 0~100mV 電壓輸入
    7 N 30 0~60mV 電壓輸入
    8 WRe3-WRe25 31 0~1V
    9 WRe5-WRe26 32 0.2~1V
    10 客戶自定義 33 1~5V 電壓輸入
    12 F2 輻射高溫溫度計 34 0~5V 電壓輸入
    Sn=10時，采用外部分度號擴(kuò)展，用戶可以自輸入非線性輸入表格。

三、輸入信號類型

*類、溫度傳感器
   
　　1、熱電偶與熱電阻一樣都是溫度傳感器塑料工業(yè)網(wǎng)版權(quán)所有，但是他和熱電阻的區(qū)別主要在于：
    1.1 信號的性質(zhì)，熱電阻本身是電阻，溫度的變化，使電阻產(chǎn)生正的或者是負(fù)的阻值變化；而熱偶，是產(chǎn)生感應(yīng)電壓的變化，他隨溫度的改變而改變。
    1.2 兩種傳感器檢測的溫度范圍不一樣，熱電阻一般檢測－200～800度溫度范圍；熱偶可檢測0-2300度的溫度范圍（甚至更高）所以，前者是低溫檢測ARCHEAN.net版權(quán)所有，后者是高溫檢測。熱電阻是阻值隨溫度的變化而變化，而熱電偶輸出是毫伏信號。熱電阻測量范圍0到幾百攝氏度，精度要比電偶的高，電偶測溫范圍可達(dá)一千多度。電偶測溫反應(yīng)時間要比電阻的快。

1.3 從材料上分，熱阻是一種金屬材料，具有溫度敏感變化的金屬材料，熱偶是雙金屬材料，既兩種不同的金屬，由于溫度的變化，在兩個不同金屬絲的兩端產(chǎn)生電勢差。
    2、熱電偶的基本構(gòu)造及如何選型：
    2.1 測溫?zé)犭娕际抢脙煞N金屬之間的熱電現(xiàn)象來測溫的。在兩種不同金屬導(dǎo)體焊成的閉合回路中，若兩焊接端的溫度不同時，就會產(chǎn)生熱電勢。這種由兩種金屬導(dǎo)體組成的回路就稱為熱電偶。實用的熱電偶只焊接一端，此焊接的一端稱為熱端（工作端），另一端不焊接而是接入測量儀表，稱為冷端（自由端）。當(dāng)熱電偶冷端和熱端的溫度不同時，就會產(chǎn)生熱電勢，其值與組成熱電偶的材料性質(zhì)、冷端和熱端的溫差大小有關(guān)、而與熱電極的長度、直徑無關(guān)。
    2.2 測量精度和溫度測量范圍的選擇。使用溫度在1300~1800℃，要求精度又比較高時，一般選用B型熱電偶；要求精度不高，氣氛又允許可用鎢錸熱電偶，高于1800℃一般選用鎢錸熱電偶；使用溫度在1000~1300℃要求精度又比較高可用S型熱電偶和N型熱電偶；在1000℃以下一般用K型熱電偶和N型熱電偶，低于400℃一般用E型熱電偶；250℃下以及負(fù)溫測量一般用T型電偶，在低溫時T型熱電偶穩(wěn)定而且精度高。
    2.3 儀表對B分度號熱電偶在0－600℃范圍時可進(jìn)行測量，但測量精度無法達(dá)到0.2級，在600－1800℃范圍可保證0.2級測量精度。
    2.4 熱電阻與熱電偶的特殊用途：用2支PT100鉑電阻可用于干濕球溫濕度測量；溫差測量將2支熱電偶反并聯(lián)測量溫度差，應(yīng)用在空調(diào)系統(tǒng)的進(jìn)出水溫差測量。
    3、熱電阻的基本構(gòu)造及如何選型
    鉑熱電阻是利用鉑絲的電阻值隨著溫度的變化而變化這一基本原理設(shè)計和制作的，按0℃時的電阻R℃100歐姆（分度號為PT100）等，PT100測溫范圍均為-200~800℃。感溫元件骨架的材質(zhì)也是決定鉑熱電阻PT100使用溫區(qū)的主要因素，常見的感溫元件有陶瓷元件，玻璃元件，云母元件，它們是由鉑絲分別繞在陶瓷骨架，玻璃骨架，云母骨架上再經(jīng)過復(fù)雜的工藝加工而成。由于骨架材料本身的性能不同，陶瓷元件適用于850℃以下溫區(qū)，玻璃元件適用于550℃以下溫區(qū)。近年來市場上出現(xiàn)了大量的厚膜和薄膜鉑熱電阻PT100 感溫元件，厚膜鉑熱電阻PT100元件是用鉑漿料印刷在玻璃或陶瓷底板上，薄膜鉑熱電阻PT100元件是用鉑漿料濺射在玻璃或陶瓷底板上，再經(jīng)光刻加工而成，這種感溫元件僅適用于-70~500℃溫區(qū)。

    第二類、二線制變送器及線性電流輸入信號
   
　　1、應(yīng)用類型
    將物理測量信號或普通電信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號輸出一般分0～20mA、4～20mA、0～5V、1～5V d08 15.79 d19 37.64

    d09 17.77 d20 39.64

    d10 19.77

四、輸入連接導(dǎo)線的接線方式

    熱電偶與熱電阻連接儀表有不同的要求：

    1、熱電偶的連接方式

    采用補償導(dǎo)線，通常由補償導(dǎo)線合金絲、絕緣層、護(hù)套、屏蔽層組成。在一定溫度范圍內(nèi)（包括常溫）、具有與所匹配的熱電偶的熱電動勢的標(biāo)稱值相同的一對帶有絕緣層的導(dǎo)線，用它們連接熱電偶與測量裝置，以補償它們與熱電偶連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。

    2、熱電阻的信號連接方式

    熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號通過銅導(dǎo)線連接傳遞到二次儀表上或者其它控制裝置。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對測量結(jié)果會有較大的影響。

    目前熱電阻的引線主要有三種方式。

    2.1 二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻，r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度的因素有關(guān)，因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合

    2.2 三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業(yè)過程控制中的zui常用的引線電阻。

    3、輸入模擬量信號連接儀表有不同的要求

    AI儀表的模擬量輸入是采用電壓輸入法，有二種方式連接有源或無源信號：在輔助輸入口MIO口安裝I4模塊直接接入二線制變送器，同時饋電DC24V；或在主輸入口0～20mA；4～20mA信號并接250Ω電阻變成0～5V；1～5V信號輸入；在儀表熱電偶主輸入口設(shè)置為0～1V或0.2～1V，然后外接100歐或50歐電阻變換即可，等多種規(guī)格。

    多種信號輸入的接線：

    對于控制調(diào)節(jié)閥伺服電機(jī)接線有多組信號接入，需要有多樣化的改變：

　　如果是程序儀表通訊口被站用了，在MIO口用作開關(guān)量輸入來控制程序的起/停/暫停時，當(dāng)儀表應(yīng)用在伺服器直接控制調(diào)節(jié)閥時反饋信號4～20mA并250Ω電阻變1～5V主輸入口接入，此時測量信號為線性電流/電壓時不能用1～5V/0～5V輸入，可用儀表熱電偶主輸入口輸入用0～1V或0.2～1V，然后將4～20mA信號外接100歐或50歐電阻變換即可，這對于熱電偶、熱電阻是不影響的。對于程序儀表還可安裝外部開關(guān)量輸入來控制程序的起/停/暫停，在MIO口已被占用可在通訊口來控制程序的起/停/暫停。

    當(dāng)反饋信號是電阻信號，傳感器信號從主輸入輸入，二線制變送器饋電從AUX位安裝V24電源模塊，開關(guān)量輸入來控制程序的起/停/暫停安裝在儀表通訊口。

五、結(jié)束語

    各類傳感器二線制變送器的應(yīng)用非常廣泛，不論是在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防建設(shè)，還是在日常生活、教育事業(yè)以及科學(xué)研究等領(lǐng)域，處處可見模擬傳感器的身影，在選用時要考慮傳感器的測量精度問題。精度是傳感器的一個重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的可靠性直接影響儀表的顯示準(zhǔn)確性。

    在安裝時要考慮各種信號線的布線干擾問題，特別是信號線與交流動力線同走一個長的管道中干擾尤甚，會引起通道信號的竄擾；

    空間的各種電磁、氣象條件、雷電甚至地磁場的變化也會干擾傳感器的正常工作；此外工業(yè)自動化網(wǎng)版權(quán)所有，現(xiàn)場溫度、濕度的變化可能引起電路參數(shù)發(fā)生變化，腐蝕性氣體、酸堿鹽的作用，野外的風(fēng)沙、雨淋，甚至鼠咬蟲蛀等都會影響傳感器的可靠性。

    影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應(yīng)能力。

    充分了解傳感器的性能才能更好的應(yīng)用儀表。