两线制与三线制热电阻热电偶温度变送器特点及

摘要：比较三线制热电阻和两线制热电阻温度变送器的原理，讨论其装置的延后点及在实践中取得良好效果，具有推广价值。
1温度变送器概述
       温度是工业现场用的最多的待测物理量。热电阻由于在测.量的灵敏度、线性度等诸多方面均优于热电偶。因此，在中低温地区得到了更广泛的应用。但工业现场的环境十分恶劣和复杂，在很多情况下电路所处的环境温度高达1000℃，电磁干扰之场强达到(20-30)V/m,射频可达500MHz,传统热电阻温度变送器在这样的环境中不能满足精度要求。针对以上特点将变送器输出的电流信号经光电隔离器切断电磁干扰，同时初、次级电路电源分开，提出了--种精度高、抗干扰能力强的三线制隔离型热电阻温度变送器。具有很强的针对性和实用性。
       目前市场上流行的二线制一体化温度变送器有非智能和智能两种类型。非智能型采用硬件电路实现传感器信号放大和线性化处理，特点是成本低廉，但是只能够生产固定终端产品，现场使用缺乏灵活性，同时线性化水平差、精度低。而国外智能型产品采用微处理器控制，通过HART通信协议的支持,能够做到可变量程，在硬件设计中采用程控放大器，同时采用软件线性化，精度高、稳定性好。市场上的智能型产品基本.上都是国外大型仪表公司的产品，它们性能优良，但是价格比较贵。我国的企业自动化水平和国外彼此差距很大，有许多企业根本无法接受价格昂贵的高档专业的自动化设备。相反低成本自动化设备市场很大，低价格、高水平的仪表温度变送器产品具有较好的市场前景，在这个背景下，我们希望能设计成本较低,但性能较高的产品给国内企业使用。

       两线制温度变送器采用两线制传输，即电源与信号同为想用的两根普通导线。供电电源为直流24V。两线制温度变送器的主要功能是把传感器所得到的微弱信号放大并转换成与温度呈线性关系的4mA-20mA电信号,是电动单元组合仪表中的主要品种之一，按其测温元件不同可分为热电偶变送器和热电阻变送器，在这里说一下，热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。测温热电阻信号转换放大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出-一个与被温度呈线性关系的4mA-20mA的恒流信号”。
2两线制温度变送器
(1)特点。①4mA-20mA直流输出，传输距离远;②静态功耗小，安全可靠。使用寿命长;③缩短了仪表与现场的距离，降低了线路中干扰带来的附加误差;④采用优良的环氧树脂一次灌封成型，抗震、防潮、耐腐蚀。适用于恶劣环境的场:所使用;⑤由于信号和电源用为两根普通导线，节省了现场到控制室之间昂贵的热电偶专用补偿导线，降低了安装费用;⑥隔离式变送器也可由24V直流直接供电。他们均能良好的将现场仪表与控制室仪表进行点隔离，以提高系统的可靠性和稳定性;⑦变送精度高，仪表内部具有精度高的非线性校正功能。对于热电偶变送器仪表内部具有冷端补偿功能。使用时无须外界冷端补偿器，输出信号已扣除环境温度。
(2)参数。响应时间:≤2S(10%-90%)，测量误差:热电阻0.2℃或0.2%F.S.热电偶:1℃或0.2%F.S，(不包括冷端误差)(以上%是相对设定的测量范围，为引用误差，应用时取绝对误差，引用误差的较大值。)，温度漂移:≤100ppmC(环.DIN导轨安装，插拔式端子净温度对对+20%的偏离)，电压值≤+0.01%/V(漂移24V)，外慌材料:尼龙DPA.66,重量:约30克。
(3)应用。两线制的主要功能是把传感器所测得的微弱信号放大并转换成与温度呈线性关系的4mA-20mA的直流电信号，远传给控制室仪表作知识、记录、调节。组成各种检测。采用几个简单的三极管只做了一个能够连接Rs232的简易电平转换电路,他空闲和工作时都不消耗系统功率。工作时需要从电源消耗电流，不过设定时变送器不处于工作状态，是不需要考虑变送器功耗的，所以两线制温度变送器广泛用于工业生产过程控制领域中。
3.三线制温度变送器
(1)精度高。在工作现场采用0.1级仪表校准。PT100热.电阻变送器的部分数据可知变送器和可知变送器的隔离器的精度等级均为0.2级就足以满足工业生产的要求。
(2)光电隔离器。光电隔离器由一个发光二极管和一个光敏三极管组成。在信息的传输过程中，用光做媒介，把输人和输出端的电信号耦合在--起。由于输人端和输出端仅用光耦合，故在电性能上是完全隔离的。切断XTR103输出电流信号中的小信号、隔离电或磁的联系，保护仪表的二级芯片,从而达到电源、输人和输出三项互相隔离的功能。
(3)性能稳定。经过实际的校准、仪表高温、强电流老化以后，仪表的工作状态很稳定。固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。4mA-20mA的信号在传输过程中不会衰减。进人控制室后，当回路中串人250欧电阻即可取得1V-5V的直流电压信号,可同时并联到控制回路和监视显示仪表，由于传输下限为4mA，不与机械零点重合,很容易判别断电、短路故障，而传输_上限为20mA,极大地提高了所提取的信号强度和分辨率。
(4)抗干扰能力强。设计的温度变送器外壳采用复合塑料制品，内部电路板的元件设计时电路的制板比较松散,仪表经过满量程电流老化过程，并且内部具有隔离电路，可以抗共模干扰、串模干扰。故此仪表可应用与达到要求的元件，并在仪表的使用过程中弥补误差带来的影响(如:隔离芯片输出电压均略高于输人电压，故在电压电流转换过程中将起到将变高的电压再转换成标准的电流信号)。
4结束语
       温度这一基本的工业生产参数，实际生产中越来越需要一种温度变送器能够采集温度信号进行处理。也可制作相应的辅助软件，简化传感器类型和测温范围变化时需对电路相关参数进行调整的过程。温度变送器中可利用分析公式，计算出各输出值，然后通过逐步改变相关电路参数，如线性化调整电阻，放大倍数调整电阻和调零，调满电阻等，使输出电流I满足4~20mA的线性输出，继而实现我们工业生产等对温度信号的采集。达到正确、安全、经济。