基本介紹
原理及套用,性能辨別,技術指標,
原理及套用
工業上普遍需要測量各類電量與非電物理量，例如電流(AD)、電壓(VD)、功率(WD)、頻率(FD)、溫度(TT)、重量（LD）、位置(PT)、壓力、轉速(RT)、角度等，都需要轉換成可接收的直流模擬量電信號才能傳輸到幾百米外的控制室或顯示設備上。這種將被測物理量轉換成可傳輸直流電信號的設備稱為變送器。工業上通常分為電量變送器（常見型號如：GP/FP系列、S3/N3系列、STM3系列等）和非電量變送器。
變送器的傳統輸出直流電信號有0-5V、0-10V、1-5V、0-20mA、4-20mA等，目前最廣泛採用的是用4~20mA電流來傳輸模擬量。工業上最廣泛採用的是用4~20mA電流來傳輸模擬量。
採用電流信號的原因是不容易受干擾。並且電流源內阻無窮大，導線電阻串聯在迴路中不影響精度，在普通雙絞線上可以傳輸數百米。上限取20mA是因為防爆的要求：20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限沒有取0mA的原因是為了能檢測斷線：正常工作時不會低於4mA，當傳輸線因故障斷路，環路電流降為0。常取2mA作為斷線報警值。
電流型變送器將物理量轉換成4~20mA電流輸出，必然要有外電源為其供電。最典型的是變送器需要兩根電源線，加上兩根電流輸出線，總共要接4根線，稱之為四線制變送器。當然，電流輸出可以與電源公用一根線（公用VCC或者GND），可節省一根線，稱之為三線制變送器。
其實大家可能注意到， 4-20mA電流本身就可以為變送器供電，如圖1C所示。變送器在電路中相當於一個特殊的負載，特殊之處在於變送器的耗電電流在4~20mA之間根據感測器輸出而變化。顯示儀表只需要串在電路中即可。這種變送器只需外接2根線，因而被稱為兩線制變送器。工業電流環標準下限為4mA，因此只要在量程範圍內，變送器至少有4mA供電。這使得兩線制感測器的設計成為可能。
在工業套用中，測量點一般在現場，而顯示設備或者控制設備一般都在控制室或控制柜上。兩者之間距離可能數十至數百米。按一百米距離計算，省去2根導線意味著成本降低近百元！因此在實際使用中兩線制感測器得到越來越多的套用。
性能辨別
生產資料市場化以後，加劇激烈的競爭，真假優劣難辨，又因變送器是邊緣學科，很多工程設計人員對此較陌生，有些廠家產品工業級別和民用商用級別指標混淆（工業級的價格是民用商用級的2-3倍）。
筆者試以常用的0.5級精度的電流電壓變送器為例，從以下方法著手來辨別真假優劣。
(1)基準要穩,4mA是對應的輸入零位基準，基準不穩，談何精度線性度，冷開機3分锺內4mA的零位漂移變化不超過4.000mA0.5%以內;(即3.98-4.02mA),負載250Ω上的壓降為0.995-1.005V，國外IC心片多用昂貴的能隙基準，溫漂係數每度變化10ppm；
(2)內電路總計消耗電流<4mA,加整定後等於4.000mA,而且有源整流濾波放大恆流電路不因原邊輸入變化而消耗電流也隨之變化，國外IC心片採用恆流供電；
(3)當工作電壓24.000V時,滿量程20.000mA時,滿量程20.000mA的讀數不會因負載0-700Ω變化而變化;變化不超過20.000mA0.5%以內；
(4)當滿量程20.000mA時,負載250Ω時,滿量程20.000mA的讀數不會因工作電壓15.000V-30.000V變化而變化;變化不超過20.000mA0.5%以內；
(5)當原邊過載時，輸出電流不超過25.000mA+10%以內，否則PLC/DCS內供變送器用的24V工作電源和A/D輸入箝位電路因功耗過大而損壞，另外變送器內的設備隨輸出功耗過大而損壞，無A/D輸入箝位電路的更遭殃；
(6)當工作電壓24V接反時不得損壞變送器,必須有極性保護;
(7)當兩線之間因感應雷及感應浪涌電壓超過24V時要箝位,不得損壞變送器；一般在兩線之間並聯1-2隻TVS瞬態保護二極體 1.5KE可抑制每20秒間隔一次的20毫秒脈寬的正反脈衝的衝擊,瞬態承受衝擊功率1.5KW-3KW;
(8)產品標示的線性度0.5%是絕對誤差還是相對誤差,可以按以下方法來辨別方可一目了然:符合下述指標是真的線性度0.5%.
原邊輸入為零時輸出4mA正負0.5%
原邊輸入10%時輸出5.6mA正負0.5%(5.572-5.628mA)負載250歐姆上的壓降為1.393-1.407V
原邊輸入25%時輸出8mA正負0.5%(7.96-8.04mA)負載250Ω上的壓降為1.990-2.010V
原邊輸入50%時輸出12mA正負0.5%(11.94-12.06mA)負載250Ω上的壓降為2.985-3.015V
原邊輸入75%時輸出16mA正負0.5%(15.92-16.08mA)負載250Ω上的壓降為3.980-4.020V
原邊輸100%時輸出20mA正負0.5%(19.90-20.10mA)負載250Ω上的壓降為4.975-5.025V
(9)原邊輸入過載時必須限流:原邊輸入過載大於125%時輸出過流限制25mA+10%(25.00-27.50mA)負載250Ω上的壓降為6.250-6.875V；
(10)感應浪涌電壓超過24V時有無箝位的辨別:在兩線輸出連線埠並一個交流50V指針式表頭,用交流50V接兩根線去瞬間碰一下兩線輸出連線埠,看有無箝位,箝位多少伏可一目了然啦;
(11)有無極性保護的辨別:用指針式萬用表Ω乘10K檔正反測量兩線輸出連線埠,總有一次Ω阻值無限大,就有極性保護；
(12)有無極輸出電流長時間短路保護：原邊輸入100%時或過載大於125%-200%時，將負載250Ω短路，測量短路保護限制是否在25mA+10%；
(13)工業級別和民用商用級別的辨別:工業級別工作溫度範圍是-25度到+70度，溫漂係數是每度變化100ppm,即溫度每度變化1度,精度變化為萬分之一；民用商用級別工作溫度範圍是0度（或-10度）到+70度（或+50度）,溫漂係數是每度變化250ppm,即溫度每度變化1度,精度變化為萬分之二點五；電流電壓變送器的溫漂係數可以用恆溫箱或高低溫箱來試驗驗證較繁瑣。
上述13種方法同樣可用與其它變送器真假優劣的辨別。
技術指標
1.精度：優於0.5% ；
2.非線性失真：優於 0.5%；
3.額定工作電壓：+24V±20% ，極限工作電壓：≤35V ；
4.電源功耗：靜態4mA，動態時相等與環路電流，內部限制25mA+10%；
5.額定輸入：5A ．．．．．．1KA（38個規格）；
6.穿孔穿芯圓孔直徑：8、9、12、20、25、30mm；
7.輸出形式：兩線制DC4～20mA；
8.輸出電流溫漂係數：≤50ppm/℃；
9.回響時間：≤ 100mS；
10.輸入/輸出絕緣隔離強度：>AC3000V、1min、1mA；
11.輸出負載電阻：RL=V+－10V/0.02 （Ω )；
注:(1)標準V+24V時負載阻抗為700Ω；
(2)RL=250Ω 轉換1～5V的電阻 + 兩根傳輸線路總銅阻。
12.輸入過載保護:30倍1min；
13.輸出過流限制保護：內部限制25mA+10%；
注:(1)國際標準輸出過流限制保護：內部限制25mA+10%；
(2)可按客戶要求定製：內部限制22mA+10%，24mA+10% 。
14.兩線連線埠瞬態感應雷與浪涌電流TVS抑制保護能力：TVS抑制衝擊電流35A/20ms/1.5KW；
15.兩線連線埠設定有+24V電源反接保護；
16.輸出電流設定有長時間短路保護限制；內部限制25mA+10%；
17.工作環境： -40℃－80℃，10%－90%RH；
18.貯存溫度： -50℃－85℃；
19.執行標準：GB/T13850－1998；
20.系列型號，規格，接線示意圖，產品外形，產品照片，安全注意事項。
八.能舉例說明某品牌工業級別的0.5級精度的電流變送器主要特點有哪些嗎？
1.專為電力自動化50/60Hz交流電流測量而設計的真有效值兩線制變送器；
2.採用單匝穿孔穿芯式結構，將電流互感器和電流變送器兩部分組合為一體化設計；
3.具有6大全面保護功能：
(1)、輸入過載保護；
(2)、輸出過流限制保護；
(3)、輸出電流長時間短路保護；
(4)、兩線制連線埠瞬態感應雷與浪涌電流TVS抑制保護；
(5)、工作電源過壓極限保護≤35V；
(6)、工作電源反接保護。
4.兩線制輸出接線是當前模擬量串口中最先進的輸出方式，具有6大優點；
(1)、不易受寄生熱電偶和沿電線電阻壓降和溫漂的影響，可用非常便宜的更細的雙絞線導線；
(2)、在電流源輸出電阻足夠大時，經磁場耦合感應到導線環路內的電壓，不會產生顯著影響，因為干擾源引起的電流極小，一般情況利用雙絞線就能降低干擾；
(3)、電容性干擾會導致接收器電阻有關誤差，對於4-20mA兩線制環路，接收器電阻通常為250Ω（取樣Uout=1～5V）這個電阻小到不足以產生顯著誤差，因此，可以允許的電線長度比電壓遙測系統更長更遠；
(4)、各個單台示讀裝置或記錄裝置可以在電線長度不等的不同通道間進行換接，不因電線長度的不等造成精度的差異；
(5)、將4mA用於零電平，使判斷輸送線開路或感測器損壞（0mA狀態）十分方便。
(6),在兩線輸出口容易增設防浪涌,防雷器件,有利於安全防雷防爆。
5.原副邊高度絕緣隔離；
6.高可靠性，高穩定性，高性價比；
7.特別適用發電機、電動機、低壓配電櫃、空調、風機、路燈等負載電流的智慧型監控系統。
8.超低功耗，單只靜態時0.096W,滿量程功耗為0.48W,輸出電流內部限制功耗為0.6W。
