压力传感器安装完毕后,应该如何接线?压力传感器接线是指压力传感器的电气连接。压力变送器是一种转换装置,可以将压力信号转换为模拟信号或数字信号。常见的信号包括 4-20mA、0-10V、0-5V 等。这些信号的接线方式通常包括两线制、三线制和四线制。

Pressure Transducer Wiring

许多初学者都会遇到传感器/变送器接线方面的问题。他们担心错误的连接会损坏传感器/变送器,并影响测量精度。本文将与您探讨压力传感器/变送器的接线方法,并教您如何处理两线制、三线制和四线制传感器/变送器的接线问题。

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压力传感器也称为压力变送器。
压力变送器是一种将压力转换为气动或电信号,用于控制和远程传输的装置。
它可以将称重传感器检测到的气体和液体等物理压力参数转换为标准电信号(例如 4~20mA ADC 等)。它可以为指示报警器、记录仪和调节器等辅助仪表提供测量、指示和过程控制所需的信号。

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4-20mA 压力变送器

4-20mA 表示最小电流为 4mA,最大电流为 20mA。

工业领域通常需要测量各种非电物理量,例如温度、压力、速度、角度等。这些物理量都需要转换成模拟电信号,才能传输到数百米外的控制室或显示设备。这种将物理量转换成电信号的装置称为变送器。工业领域最常用的变送器是使用 4-20mA 电流来传输模拟量。

由于 4-20mA 信号受信号线中的电噪声和电阻的影响最小,因此这些传感器最适合用于需要远距离传输信号的应用。这些传感器通常用于导线长度超过 1000 英尺(约 305 米)的应用。

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当我们谈到两线制、三线制和四线制变送器时,主要指的是变送器的电气连接和供电方式。
以下是它们的基本区别:

两线制变送器:

  • 电源和信号输出共用两根电缆。
  • 通常输出为 4-20mA 电流信号。
  • 由于只需要两根电缆,因此安装相对简单且成本较低。
  • 广泛应用于大多数过程控制应用。

三线制变送器:

  • 通常有两根电源线和一根信号输出线。
  • 输出通常为电压型,例如 0-10V。
  • 与两线制变送器相比,三线制变送器具有独立的电源和信号线。因此,它们可能更适合某些应用。

四线制变送器:

  • 有两根电源线和两根信号输出线。
  • 可输出电压或电流信号,例如 4-20mA 或 0-10V。
  • 由于四线制变送器采用独立的电源线和信号线,因此通常可以提供更丰富的功能和更优异的性能,例如更高的精度、远程配置或 HART 通信

Pressure sensor pinout

压力传感器引脚图指的是压力传感器的引脚布局或连接方式。您可能也听说过“4 针压力传感器”或“3 针压力传感器”。

压力传感器的引脚定义会告诉用户每个引脚或端子的功能。例如,哪个是正电源(V+ 或 VCC),哪个是接地(GND),哪个是信号输出等等。理解这些定义对于正确连接和使用压力传感器至关重要。

以下是一些常见的引脚定义:

V+ 或 VCC:正电源。传感器需要电源输入。
GND 或 V-:负电源或接地线。
OUT 或 SIGNAL:信号输出。这是传感器根据测量压力转换成的电信号输出。
其他引脚:一些压力传感器可能具有其他功能的引脚,例如温度输出、I2C 或 SPI 通信接口等。

“仪器线束系统”指的是用于仪器供电和标准信号传输的导线数量。

“线制”这个名称是在两线制变送器诞生之后才出现的。

这是电子放大器在仪器中广泛应用的结果。放大的本质是能量转换过程,而能量转换离不开电源。

因此,最早出现的是四线制变送器。也就是说,其中两根线负责供电,而外侧两根线负责输出转换放大后的信号(例如电压、电流等)。

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两线制压力传感器接线图

2 wire pressure transducer wiring diagram
两线制变送器接线图

两线制变送器的接线方式如图所示。电源为24VDC。输出信号为4-20mA。负载电阻通常为250Ω。24V电源的负极电位最低,是公共端。

智能变送器还可以将HART协议的FSK键控信号加载到4-20mA信号上。一些数字显示仪表具有传输功能或24V供电功能,其功能与两线制变送器类似。

两线制变送器的电源和电流信号回路为:
24V电源的正极→变送器的正极→变送器的负极→数字显示仪表的正极→数字显示仪表的负极→24V电源的负极,数字显示仪表接收电流信号。
如果在数字显示仪表的正负极之间并联一个电阻R,数字显示仪表则接收电压信号。

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三线制压力传感器接线图

3 wire pressure transducer wiring diagram
三线制变送器接线图

三线制变送器的电源正极使用一根线。信号输出的正极也使用一根线。电源负极和信号负极共用一根线,如图所示。电源通常为24VDC,输出信号通常为4-20mA。

三线制变送器的电源回路为:
24V电源正极→变送器电源正极(V+)→变送器负极(公共端)→24V电源负极。

电流信号回路为:
变送器电流输出I+正极→数字显示表正极→数字显示表负极→变送器负极(公共端),数字显示表接收电流信号。

如果在数字显示表的正负极之间并联一个电阻R,数字显示表则接收电压信号。

了解更多:什么是 0-10V 信号输出?

四线制压力传感器接线图

4 wire pressure transducer wiring diagram
四线制变送器接线图

四线制变送器的电源和信号各使用两根线,电源和信号独立工作。如图所示,电源大多为220VAC,也有24VDC的。输出信号大多为4-20mA。

四线制变送器的电流信号回路为:
变送器电流输出正极→数字显示表正极→数字显示表负极→变送器负极,数字显示表接收电流信号。

如果在数字显示表的正负极并联一个电阻R,数字显示表则接收电压信号。

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常见问题

压力传感器 的工作原理是将传感器采集到的微弱的非电信号压力变量转换为可传输的标准化信号输出。

同时,它还可以放大信号,为指示报警器、记录仪、调节器等辅助仪表提供测量、指示和过程调节所需的信号。

转换后的电信号与压力变量之间存在一定的连续函数关系(通常为线性函数)。

压力变送器主要由三部分组成:敏感元件、传感元件和测量转换电路。

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两线制传输对最小供电电压、输出电流和变送器功耗有特定的要求。

只有当设计中满足这三个条件时,才能实现两线制传输。四线制系统的要求不如两线制系统那么高。

因此,两线制系统和四线制系统对整个电路的电子元件有不同的要求。

对于两线制仪表,输出信号大多为 4-20mA(也有频率信号输出)。

而四线制仪表则有更多输出信号,例如 4-20mA 电流信号、0-10mA 电流信号、电压(毫伏)信号、频率信号等。

我们的压力变送器还可以升级为 低功耗电池供电的无线压力传感器

对于两线制压力变送器,通常有两根线。正极线连接到电源的正极并输出信号,负极线连接到电源的负极或地线。
对于三线制或四线制压力变送器,请根据说明书分别连接电源线和信号输出线。

压力变送器通常有 2 根、3 根或 4 根线,具体取决于型号和功能。

压力变送器常见的电输出是 4-20mA 电流输出。但也有一些型号具有 0-10V、0-5V 和其他电压输出。

是的,压力变送器需要电源。两线制变送器通过两根导线同时供电和传输信号。三线制和四线制变送器通常有专用的电源线。

三线制 4-20mA 变送器通常有一根专用电源线,另外两根线分别是地线和信号输出线。这与两线制变送器不同,两线制变送器的电源线和信号线共用两根线。

将压力变送器的信号输出线连接到变频器的模拟输入端。确保变送器的接地线已连接到变频器的接地端。在变频器的参数设置中,将相应的模拟输入配置为压力反馈,并根据需要调整参数。

压力变送器的接线其实非常简单。通常情况下,压力变送器在使用和安装 时都会附带安装手册,可以直接按照手册进行安装。

压力变送器包括电容式压力变送器和电阻式压力变送器。压力变送器是一种将气体或液体的压力转换为可用电信号的装置。

根据接线方式,压力变送器可分为两线制、三线制和四线制。

压力变送器有两根电源线和两根信号线。电源连接24V直流电源。简单的检测方法是使用电流表或电压表连接信号线的两端。

压力变送器接通电源后,电流表会显示4mA电流,电压表会显示0V或1V电压。了解更多:什么是0-10V信号输出?

电流变送器通常有4个接线端子。其中两个需要接线,另外两个不需要接线。变送器的 DC24V 电源线同时也是 4-20mA 信号反馈线。

也就是说,您的二次仪表或 DAS(数据采集系统)的 AI 点应该有一个 DC24V 电源输出。

通常,4-20mA 压力变送器是两线制系统,由 24V 电源供电,输出 4-20mA 电流信号。压力变送器到现场后,很多人不知道如何接线,这非常麻烦。

实际上,打开压力变送器的后盖,您会看到四个端子:OUT 正负极、TEST 正负极。这里我们接 OUT 正负极。

TEST 正负极是出厂时,厂家用来校准压力变送器的端子。现场使用时,无需检查这两个端子的功能。

直接将 OUT 正负极接在线路上。

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