四线制温度变送器的缺点及改进

控制室用的温度变送器有相互隔离的两条电源线和两条输出线，故称四线制温度变送器。这类仪表电路设计，器件选用，制造工艺都很严格，具有较好的性能，但也有不尽人意不处。其一，温度信号太小，从现场远距离传到控制室，不仅传输线价格贵，而且长距离传输会带来较大的误差和引入不应有的干扰。其二，线路较复杂，对器件要求严格，为提高产品的寿命及可靠性，须提高器件等级，致使产品成本增加，价格上升，性能的改进也难以有较大的突破。为克服上述的缺点，人们便想到在检测现场就地将微小的温度信号放大，并将其转换为4-20mA的大信号传输出去，这就是现在的两线制变送器。

两线制温度变送器

所谓两线制变送器是指变送器的输出线和供电电源线合二而一，变送器的输出信号即是直接由电源供给的电流。它表征了被测量的大小。这样，两线制变送器至少解决了两个问题:一是既信号线用量减少降低了电缆费用，又减小了干扰，还克服了线路电阻带来的测量误差;二是4～20mA的电流传输，不仅传输的距离远，而且不损耗，不怕干扰，对传输线也没有特殊要求。除此而外，两线制变送器对线路简单，所用器件少，功耗低，测量、转换精度高、稳定性、可靠性均大大优于四线制变送器。正因为如此，它才可以做成模块式的温度变送器，不需维护、修理。同时，也才出现了单片集成的4～20mA转换器元件，如AD693，XTR—101等。这些芯片性能稳定，价格低，被大量用作廉价型温度变送器的主要元件。由于廉价型温度输入、输出不隔离，在使用方面受到限制，只能在有限的范围内得到应用。温度变送器由四线制进步到两线制，使仪表走出控制室进入现场后，立即面临一个更为恶劣，更为严酷的环境条件，因而两线制变送器扩大了工作环境温度范围，机械性能也有很大的提高，但要保证变送器更广泛的应用，保证系统工作更安全可靠，对两线制变送器来说，输入、输出隔离是十分重要的。目前这类产品可供选择的有西安仪表厂从美国罗斯蒙特公司引进的444RI热电阻温度变送器，444T热电偶毫伏变送器，444MV直流毫伏载换器以及国内研制的SBW—1000系列两线制温度变送器。

对现场安装的两线制温度变送器输入、输出隔离是十分重要的。两线制温度变送器的输出信号由现场远距离传输到控制室，必然也会带进干扰，所以通常在供电电源的负端接地(见图2—2)。如果变送器输入、输出是不隔离的，·63·1997年第2期　工业仪表与自动化装置那么就只有当一次仪表的测温元件对地阻抗Z很高时(Z>10M)才能保证变送器的正常工作不受影响。但当一次仪表的测温元件对地阻抗Z下降，甚至对地短路，则变送器工作遭到破坏，而这种情况是经常发生的。

此外，隔离还可以减少变送器输入、输出端感应高压时因击穿而损坏。

两线制和四线制温变之间的选择

如前所述，两线制温变的出现是技术发展的结果，是品质优良的控制系统的客观需要。目前使用四线制变送器的用户仍然很多，笔者认为这里的原因主要有两点:一是习惯势力的延伸，二是品质优良的两线制温变价格较贵，品质不甚良好的廉价型温变又使用户丧失对它的信心。其实，品质优良的两线制温变价格与品质优良的四线制温变价格相当，如果算上节省的补偿导线和电缆费用，使 用品质优良的两线制温变不仅性能好，而且总的费用还会有所下降。对廉价型温变，只要使用合理，也是很好的。

参考文献

[1] 选自工业仪表与自动化装置，1997年第2期，第四讲温度变送器及其应用.杨兴易，西安仪表厂