Process Control & Instrumentation Technology
主要内容
电流二线制、电流四线制
电阻三线制、电阻四线制
几种常用的运算电路
安全防爆基础知识
隔离式安全栅
Process Control & Instrumentation Technology
电流二线制
检测回路串入电源，电源一般为 24VDC
线路简单，但抗扰、防爆性能差。
Process Control & Instrumentation Technology
电流四线制
电源与检测回路相互独立
仪表的工作电源可为直流，也可为交流
容易实现电源隔离、输入 /输出隔离
Process Control & Instrumentation Technology
电阻三线制
为防止由于远距离接线而造成桥臂不平衡
接两根电桥线和一根电源线（左图）
或接三根电桥线 （右图）
Process Control & Instrumentation Technology
电阻四线制
该接线可有效抑制由于调零电位器接触电阻变化而破坏电桥的平衡和正常工作状态。
Process Control & Instrumentation Technology
反相比例运算电路
Process Control & Instrumentation Technology
同相比例运算电路
Process Control & Instrumentation Technology
测量放大电路测量放大电路
u
o
u
o 2
+
A
1
–
A
2
R
R
R
W
u
i 1
u
i 2
u
o 1
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b
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R
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2
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虚短：
虚断：
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W
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Process Control & Instrumentation Technology
积分电路
t
u
i
0
R
u
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i
1
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u
Ci
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F
d
d
)()(
1
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0
0
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RC
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t
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o
0
输入方波，输出是三角波。
u
i u
o
积分运算
i
1
i
F
-
+
R
R
2
C
虚地
Process Control & Instrumentation Technology
微分电路
Process Control & Instrumentation Technology
V/I转换电路和 I/V转换电路
V/I转换电路
将 1-5V DC转换成 4-20mA DC
I/V转换电路
将 4-20mA DC 转换成 1-5V DC
Process Control & Instrumentation Technology
安全防爆基础知识
易燃易爆的固体粉尘、气体或蒸汽，与空气混合成为具有火灾或爆炸危险的混合物
安装在这类场所的检测仪表和执行器，如果产生的火花具有点燃这些危险混合物的能量，则产生火灾或爆炸。
Process Control & Instrumentation Technology
危险场所的分类
第一类 含有可燃性气体或蒸汽的爆炸性混合物的场所，称为 Q类场所。
第二类 含有可燃性粉尘或纤维混合物的场所，称为 G类场所。
第三类 火灾 危险场所，称为 H类场所。
Process Control & Instrumentation Technology
Q类场所
第一类危险程度最高，将其又分为三级：
Q-1级 在正常情况下能形成爆炸性混合物的场所
Q-2级 仅在不正常情况下形成爆炸性混合物的场所
Q-3级 在不正常情况下，只能在局部地区形成爆炸性混合物的场所
Process Control & Instrumentation Technology
仪表防爆要求
用于危险区的控制系统中，一部分仪表安装在控制室内，无防爆要求；
一部分安装在现场，如电动仪表中的变送器、执行器、电气转换器等，有防爆要求；
两部分仪表需经防爆安全栅联接；
当两部分距离较远时，还要采用防爆联接电缆。
Process Control & Instrumentation Technology
隔离式安全栅
通过隔离、限压和限流等措施，限制注入危险场所的能量来保证安全火花性能。
危险侧设备与安全侧设备的一切联系（如供能、信号传递等）都是通过电磁转换方式进行的。
利用符合要求的非线性特性的电路，把危险侧的电源、电压值限制在安全值以下。
Process Control & Instrumentation Technology
隔离式安全栅的主要指标
输入信号
输入式 4～ 20mA,DC
输出式 4～ 20mA,DC。
输出信号
输入式 1～ 5V,DC； 4～ 20mA,DC
输出式 4～ 20mA,DC。
负载电阻
输入式电流负载电阻 0～ 100Ω ；
输出式负载电阻为 250～ 750Ω 。
防爆额定电压 220V,DC/AC。
Process Control & Instrumentation Technology
隔离式安全栅 特点
通用性强，使用时不需要特别本安接地，
系统可以在危险区或安全区认为合适的任何一方接地，使用方便；
电源、信号输入、信号输出均通过变压耦合，实现信号的输入、输出完全隔离，使安全栅的工作更加安全可靠。
Process Control & Instrumentation Technology
电源隔离处理
采用变压器隔离，输入电源经 DC/AC变换器变成交流方波；
再经变压器耦合,AC/DC、滤波得到直流稳压电源；
通过电流、电压限制电路，给现场提供隔离电源。
Process Control & Instrumentation Technology
输入隔离式安全栅
接受变送器的输出电流，经调制变成交流方波信号；
通过信号变压器耦合到安全侧，经解调放大还原为直流信号输出，实现危险侧输入信号与安全侧输出信号隔离。
Process Control & Instrumentation Technology
输出隔离式安全栅
安全侧的输入直流信号通过调制变成交流方波信号；
经信号变压器耦合到危险侧，送入解调放大器，输出直流信号。
在危险侧信号输出端通过快速熔丝、限压电路、限流电路组成齐纳式限压限流电路，
把通往现场的电压和电流限制在一个安全值内。
Process Control & Instrumentation Technology
隔离式安全栅原理图
主要内容
电流二线制、电流四线制
电阻三线制、电阻四线制
几种常用的运算电路
安全防爆基础知识
隔离式安全栅
Process Control & Instrumentation Technology
电流二线制
检测回路串入电源，电源一般为 24VDC
线路简单，但抗扰、防爆性能差。
Process Control & Instrumentation Technology
电流四线制
电源与检测回路相互独立
仪表的工作电源可为直流，也可为交流
容易实现电源隔离、输入 /输出隔离
Process Control & Instrumentation Technology
电阻三线制
为防止由于远距离接线而造成桥臂不平衡
接两根电桥线和一根电源线（左图）
或接三根电桥线 （右图）
Process Control & Instrumentation Technology
电阻四线制
该接线可有效抑制由于调零电位器接触电阻变化而破坏电桥的平衡和正常工作状态。
Process Control & Instrumentation Technology
反相比例运算电路
Process Control & Instrumentation Technology
同相比例运算电路
Process Control & Instrumentation Technology
测量放大电路测量放大电路
u
o
u
o 2
+
A
1
–
A
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R
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Process Control & Instrumentation Technology
积分电路
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i
1
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C
虚地
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微分电路
Process Control & Instrumentation Technology
V/I转换电路和 I/V转换电路
V/I转换电路
将 1-5V DC转换成 4-20mA DC
I/V转换电路
将 4-20mA DC 转换成 1-5V DC
Process Control & Instrumentation Technology
安全防爆基础知识
易燃易爆的固体粉尘、气体或蒸汽，与空气混合成为具有火灾或爆炸危险的混合物
安装在这类场所的检测仪表和执行器，如果产生的火花具有点燃这些危险混合物的能量，则产生火灾或爆炸。
Process Control & Instrumentation Technology
危险场所的分类
第一类 含有可燃性气体或蒸汽的爆炸性混合物的场所，称为 Q类场所。
第二类 含有可燃性粉尘或纤维混合物的场所，称为 G类场所。
第三类 火灾 危险场所，称为 H类场所。
Process Control & Instrumentation Technology
Q类场所
第一类危险程度最高，将其又分为三级：
Q-1级 在正常情况下能形成爆炸性混合物的场所
Q-2级 仅在不正常情况下形成爆炸性混合物的场所
Q-3级 在不正常情况下，只能在局部地区形成爆炸性混合物的场所
Process Control & Instrumentation Technology
仪表防爆要求
用于危险区的控制系统中，一部分仪表安装在控制室内，无防爆要求；
一部分安装在现场，如电动仪表中的变送器、执行器、电气转换器等，有防爆要求；
两部分仪表需经防爆安全栅联接；
当两部分距离较远时，还要采用防爆联接电缆。
Process Control & Instrumentation Technology
隔离式安全栅
通过隔离、限压和限流等措施，限制注入危险场所的能量来保证安全火花性能。
危险侧设备与安全侧设备的一切联系（如供能、信号传递等）都是通过电磁转换方式进行的。
利用符合要求的非线性特性的电路，把危险侧的电源、电压值限制在安全值以下。
Process Control & Instrumentation Technology
隔离式安全栅的主要指标
输入信号
输入式 4～ 20mA,DC
输出式 4～ 20mA,DC。
输出信号
输入式 1～ 5V,DC； 4～ 20mA,DC
输出式 4～ 20mA,DC。
负载电阻
输入式电流负载电阻 0～ 100Ω ；
输出式负载电阻为 250～ 750Ω 。
防爆额定电压 220V,DC/AC。
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隔离式安全栅 特点
通用性强，使用时不需要特别本安接地，
系统可以在危险区或安全区认为合适的任何一方接地，使用方便；
电源、信号输入、信号输出均通过变压耦合，实现信号的输入、输出完全隔离，使安全栅的工作更加安全可靠。
Process Control & Instrumentation Technology
电源隔离处理
采用变压器隔离，输入电源经 DC/AC变换器变成交流方波；
再经变压器耦合,AC/DC、滤波得到直流稳压电源；
通过电流、电压限制电路，给现场提供隔离电源。
Process Control & Instrumentation Technology
输入隔离式安全栅
接受变送器的输出电流，经调制变成交流方波信号；
通过信号变压器耦合到安全侧，经解调放大还原为直流信号输出，实现危险侧输入信号与安全侧输出信号隔离。
Process Control & Instrumentation Technology
输出隔离式安全栅
安全侧的输入直流信号通过调制变成交流方波信号；
经信号变压器耦合到危险侧，送入解调放大器，输出直流信号。
在危险侧信号输出端通过快速熔丝、限压电路、限流电路组成齐纳式限压限流电路，
把通往现场的电压和电流限制在一个安全值内。
Process Control & Instrumentation Technology
隔离式安全栅原理图
