4-20MA转4-20MA电流温度变送器、电压温度变送器
4-20ma电流转电压电路
#1楼主：4-20毫安电流转1-5V电压转换电路贴子发表于：2008/8/14 21:35:04最简单的4－20mA输入/5V输出的I/V转换电路在与电流输出的传感器接口的时候，为了把传感器(变送器)输出的1-10mA或者4-20mA电流信号转换成为电压信号，往往都会在后级电路的最前端配置一个I/V转换电路，图1就是这种电路最简单的应用示意图。
仅仅使用一只I/V转换取样电阻，就可以把输入电流转换成为信号电压，其取样电阻可以按照Vin／I=R求出，Vin是单片机需要的满度A／D信号电压，I是输入的最大信号电流。
这种电路虽然简单，但是却不实用，首先，其实际意义是零点信号的时候，会有一个零点电流流过取样电阻，如果按照4~20mA输入电流转换到最大5V电压来分析，零点的时候恰好就是1V，这个1V在单片机资源足够的时候，可以由单片机软件去减掉它。
可是这样一来。
其有用电压就会剩下5-1=4V而不是5V了。
由于单片机的A／D最大输入电压就是单片机的供电电压，这个电压通常就是5V，因此，处理这种简单的输入转换电路时比较麻烦。
为了达到A／D转换的位数，就会导致芯片成本增加。
LM324组成的4－20mA输入/5V输出的I/V转换电路解决上面问题的简单方法是在单片机输入之前配置一个由运算放大器组成的缓冲处理电路，见图2。
增加这级运算放大器可以起到对零点的处理会变得更加方便，无需耗用单片机的内部资源，尤其单片机是采用A／D 接口来接受这种零点信号不为零电压的输入时，可以保证A/D转换位数的资源能够全部应用于有用信号上。
以4～20mA 例，图B中的RA0是电流取样电阻，其值的大小主要受传感变送器供电电压的制约，当前级采用24V供电时，RA0经常会使用500Ω的阻值，对应20mA 的时候，转换电压为10V，如果仅仅需要最大转换电压为5V，可以取RA0=250Ω，这时候，传感变送器的供电只要12V就够用了。
因为即使传送距离达到1000米，RA0最多也就几百Ω而已。
工业标准信号电流为什么采用4-20mA
工业标准信号电流为什么采用4-20mA一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA，指最小电流为4mA,最大电流为20mA 。
传输信号时候，要考虑到导线上也有电阻，如果用电压传输则会在导线的产生一定的压降，那接收端的信号就会产生一定的误差了！所以使用电流信号作为变送器的标准传输！双绞线特性阻抗是50欧姆左右，相隔1CM宽的0.2平方毫米的导线特性阻抗300欧姆左右，所以负载电阻选择50-300欧姆比较理想，为了AD转换方便，负载电阻上的信号最大量程值一般5-10V比较合适，那么权衡所有，负载电阻250欧姆，电流20mA，负载压降5V比较满意。
那么为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢？为了减少接线的复杂性，传感器选择2线要比多线简单的多，2线既要传输信号，又要给传感器供电，所以设计者从中盗窃4mA电流给传感器放大电路供电，这样4-20mA的标准就确定了。
4-20mA电流环工作原理在工业现场，用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：第一，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；第二，传输线的分布电阻会产生电压降；第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。
为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。
4-20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA 表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。
4-20mA电流环有两种类型：二线制和三线制。
当监控系统需要通过长线驱动现场的驱动器件如阀门等时，一般采用三线制变送器，这里XTR位于监控的系统端，由系统直接向XTR供电，供电电源是二根电流传输线以外的第三根线。
二线系统是XTR和传感器位于现场端，由于现场供电问题的存在，一般是接收端利用4-20mA的电流环向远端的XTR供电，通过4-20mA 来反映信号的大小。
4-20mA产品的典型应用是传感和测量应用，见图1。
变送器4-20mA电流的由来
变送器4-20mA电流的由来工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，它们都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。
这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。
工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。
4-20mA，指的就是最小电流为4mA，最大电流为20mA。
在工业现场，要完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：第一，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；第二，传输线的分布电阻会产生电压降；第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。
为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们会用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。
4-20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。
为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢？很简单，如果0是最小，那么开路故障就检测不到了！那么，为什么偏偏是4mA呢？正常工作时，电流信号不会低于4mA。
当传输线因故障断路，环路电流降为0。
常取2mA作为断线报警值。
有两个原因。
一个原因是为了避免干扰，另一个原因是在4-20mA使用的是两线制，即两根线即是信号线，同时也是电源线，而4mA是为了给传感器提供电路的静态工作电流用。
这个4-20mA控制回路是怎么工作的呢？4-20mA构成基础要件：24V电源供电变送器控制4-20mA信号使其与过程变量成比例变化指示器将4-20mA信号转化为相应过程变量指示器或控制器I/O输入电阻250Ω分流器生成1-5V输入信号（欧姆定律：电压=电流*电阻，4-20mAX250ohms=1-5V）通常情况下：1)它们将热电偶或热电阻传感器的温度信号转换为4-20mA信号然后再输出；2)控制器再将4-20mA反译为具体的温度值；3)基于此温度值，控制回路给实现对过程终端控制元件的控制。
同样，控制回路中的压力变送器，通常用来测量过程介质的压力值：1)传感器感知压力，又由变送器将信号转换为4-20mA 信号；2)控制器再将4-20mA信号反译为压力值；3)控制器根据压力值，给阀门发送指令，控制阀门开度实现安全阀控制，确保容器不产生危险压力。
【温度变送器的技术参数与选型】
温度变送器的技术参数与选型∙关键词:∙资料类型：∙上传时间：∙暂无上传相关文件∙资料简介∙SBW系列热电偶、热电阻温度变送器是DDZ系列仪表中的现场安装式温度变送器单元，与工业热电偶、热电阻配套使用，它采用二线制传输方式(两根导线作为电源输入和信号输出的公用传输线)。
将工业热电偶、热电阻信号转换成与输入信号或与温度信号成线性的4-20mA、0-10mA的输出信号.该温度变送器可直接安装在热电偶、热电阻的接线盒内与之形成一体化结构。
它作为新一代测温仪表可广泛应用与冶金、石油、化工、电力、轻工、纺织、食品、国防以及科研等工业部门。
2、主要特点：·采用硅橡胶或环氧树脂密封结构，因此耐震、耐湿、适合在恶劣的现场环境安装使用。
·现场安装在热电偶、热电阻的接线盒内使用，直接输出4-20mA、0-10mA的输出信号。
这样既节约了昂貴的补偿导线费用，又提高了信号远距离传输过程中的抗干扰能力；·热电偶变送器具有冷端温度自动补偿功能；·精度高、功耗低，使用环境温度范围宽，工作稳定可靠；·适用范围广、既可以与热电偶、热电阻形成一体化现场安装结构，也可以作为功能模块安装在检测设备中和仪表盘上使用；·智能型温度变送器可通过HART调制解调器与上位机通讯或与手持器和PC机对变送器的型号、分度号、量程进行远程信息管理、组态、变量监测、校准和维护功能；·智能型温度变送器可按用户实际需要调整变送器的显示方向，并显示变送器所测的介质温度、传感器值的变化、输出电流和百分比例；3、工作原理：热电偶或热电阻传感器将被测温度转换成电信号，再将该信号送入变送器的输入网络，该网络包含调零和热电偶补偿等相关电路。
经调零后的信号输入到运算放大器进行信号放大，放大的信号一路经V/I转换器计算处理后以4－20mA直流电流输出；另一路经A/D转换器处理后到表头显示。
变送器的线性化电路有两种，均采用反馈方式。
4到20ma模拟量转换公式
这个4-20 mA模拟量是标准变送器的输出，以及应该换算多少压力和流量。
以此类推，完全根据你的需要，当然应该对应你不同的发射机。
如果需要很大，可以增加后一个放大器的放大倍数，这样A/D转换时显示的数据就会很大，反之亦然。
例如，4 mA代表1 kg压力，根据变送器的线性度和放大器的放大倍数进行校对和补偿，即可在可容忍的误差范围内显示您的工况数据。
学好PLC不仅需要实践，更需要理论支撑，否则根本无从下手。
模拟量在PLC编程中占有重要地位，而在实际工作中遇到的最常见的问题是模拟量与工程量的换算问题。
在实际工程中，现场人员经常需要采集温度、压力、流量、频率等物理量信号，而程序中采集的是与物理量对应的模拟量信号。
如何将模拟量信号转换成相应的量(物理量)？换句话说，编写模拟程序的目的是什么？编制模拟量的目的是使模拟量有相应的数字量，最终将数字量转换为工程量(物理量)，即模拟量转换为工程量。
工程量的问题实际上是用数字量来处理的，模拟量可以说是中间过渡。
那么今天，肖志就来推导模拟量换算的换算公式，供大家参考和使用。
如果你熟悉模拟量转换的过程，你会对模拟量知识有更深的理解，编写模拟量程序并不困难。
例如，具有测温范围的温度传感变送器有三种，对应的范围为：1)温度测量范围为0-200时，变送器输出信号为4-20 mA，对应的数字量范围为6400-32000；2)温度测量范围为0-200V，变送器输出信号为0-10V，对应的数字量范围为0-32000；3)温度测量范围为-200500，变送器输出信号为4-20 mA，对应的数字量范围为6400-32000；要求我们编制的模拟量换算工程量换算公式应满足上述三个条件，三种温度检测设备都能得到正确的工程量输出结果。
三种测温方式的温度变送器模拟量与工程量的对应关系如下图所示：可以用相似三角形原理进行分析，两个相似三角形的对应边成比例，模拟量换算公式的推导过程，根据相似三角形的比例原理，推导出模拟量换算公式：●(OV-OSL)/(OSH-OSL)=(IV-ISL)/(ISH-ISL)。
温度变送器
温度变送器(进口组装)温度变送器直接安装于热电偶和热电阻接线盒内（与不同结构形式的热电偶和热电阻构成热电偶一体化温度变送器或热电阻一体化温度变送器），将热电偶和热电阻（三线制）信号转化为二线制4-20mA输出。
温度变送器常用于热电偶或热电阻信号需要远距离传送、现场有较强干扰源存在或信号需要接入DCS系统时使用。
本温度模块是一种低价位、非隔离的高精度温度变送器，它采用独特的双层电路板结构，下层是信号调理电路，上层电路可定义传感器类型和测量范围。
产品特性1、性化输出两线制4-20mA标准电流信号，模块化结构2、云润企业直接引进英国进口电路、制造工艺和结构，保持本产品与原装进口温度变送器具有同等性能指标和外观。
3、热电偶温度变送器带冷端自动补偿。
变送器有电源极性反接保护电路，当输出接线接反时对线路起保护作用（此时回路电流为零）；传感器的不正确接线无论是高限或低限都将导致变送器输出饱和；产品具有RFI/EMI保护，有利于提高了测量的稳定性。
4、产品全部采用优质进口电子元件，性能可靠；云润仪表制造有限公司变送器价格为原装进口温度变送器八分之一5、本产品量程用户不能自由修改，由我公司出厂时确认生产。
6、温度变送器电磁兼容性符合欧洲电工委员会（EC)的BS EN 50081-1和BS EN 50082-1标准。
7、变送器的接线通过壳体顶部的螺丝端子完成。
为符合CE认证，信号输入接线长度不能超过3米，输出接线必须是屏蔽电缆，屏蔽线只能在一端接地。
热电阻温度变送器的三条输入接线必须等径等长度，以保证每条引线的电阻相同。
8、变送器的中心孔用于传感器信号接线，传感器的信号线通过螺丝直接拧在变送器的输入端子上。
设计的螺丝端子接受内部或外部接线方式。
说明：智能温度变送器才能自由设定变送器输入信号及量程技术指标1、输入信号：铂电阻变送器—Pt100分度号铂电阻信号输入热电偶变送器—K型热电偶、E型热电偶、S型热电偶、B型等热电偶信号输入2、供电电压：10-30VDC3、负载电阻：0-500Ω4、输出信号：二线制4-20mA，最大30mA5、温度变送器精度：热电偶温度变送器精度：0.5%FS铂电阻温度变送器精度：0.2%FS7、温度稳定性：零点漂移标准0.05%FS/℃量程漂移标准0.002%FS/℃6、回路保护：带反向连接保护（防止电源正负极）8、温度变送器功耗：≤0.5W9、工作环境温度：工作温度：0-70℃储存温度：-40-70℃10、工作环境湿度：＜95%RH（非冷凝）11、温度变送器重量：约35克12、外形及安装尺寸：热电偶温度变送器Ф45mm，H27mm，安装孔距36mm，安装孔Ф5.5m，接线柱内孔Ф2.5mm铂电阻温度变送器Ф42mm，H23mm，安装孔距33mm，安装孔Ф5.5m热电偶温度变送器接线图热电阻温度变送器接线图热电偶温度变送器选型表SWP—TC—□—□ / □| | |—————————————量程上限(20mA输出时对应的温度值)| |———————————————量程下限(4mA输出时对应的温度值)|——————————————————01 B分度号输入(量程在400-1800℃范围可选）|——————————————————02 S分度号输入(量程在0-1600℃范围可选）|——————————————————03 K分度号输入(量程在0-1300℃范围可选）|——————————————————04 E分度号输入(量程在0-1000℃范围可选）|——————————————————05 T分度号输入(量程在-199.9～320℃范围可选）|——————————————————06 J分度号输入(量程在0-1200℃范围可选）铂电阻温度变送器选型表SWP—TR—08 /□—□| | |—————————————量程上限（20mA输出时对应的温度值）| |————————————————量程下限（4mA输出时对应的温度值）||——————————————————08 Pt100输入（量程在-200～650℃范围可选）选型举例例1：SWP-TC-03-0/1300K型热电偶温度变送器，量程0-1300℃例2：SWP-TC-02-0/1600S型热电偶温度变送器，量程0-1600℃例4：SWP-TR-08-0/400铂电阻温度变送器，量程0-400℃例5：SWP-TR-10- -50/150铜电阻温度变送器，量程-50～150℃热电偶温度变送器实物彩图铂电阻温度变送器实物彩图Pt100铂电阻温度变送器如何修改量程Pt100温度变送器通常提供六种标准的量程范围供选择。
4-20mA是什么意思
4-20mA是什么意思一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA，指最小电流为4mA,最大电流为20mA 。
传输信号时候，要考虑到导线上也有电阻，如果用电压传输则会在导线的产生一定的压降，那接收端的信号就会产生一定的误差了！所以使用电流信号作为变送器的标准传输！双绞线特性阻抗是50欧姆左右，相隔1CM宽的0.2平方毫米的导线特性阻抗300欧姆左右，所以负载电阻选择50-300欧姆比较理想，为了AD转换方便，负载电阻的信号最大量程值一般5-10V比较合适，那么权衡所有，负载电阻250欧姆，电流20mA，负载压降5V比较满意。
那么为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢？为了减少接线的复杂性，传感器选择2线要比多线简单的多，2线既要传输信号，又要给传感器供电，所以设计者从中盗窃4mA电流给传感器放大电路供电，这样4-20mA的标准就确定了。
4~20mA电流环工作原理在工业现场，用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：第一，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；第二，传输线的分布电阻会产生电压降；第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。
4-20ma相关电路示意图(6张)为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。
4～20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。
4～20mA电流环有两种类型：二线制和三线制。
当监控系统需要通过长线驱动现场的驱动器件如阀门等时，一般采用三线制变送器，这里XTR位于监控的系统端，由系统直接向XTR供电，供电电源是二根电流传输线以外的第三根线。
二线系统是XTR和传感器位于现场端，由于现场供电问题的存在，一般是接收端利用4～20mA的电流环向远端的XTR供电，通过4～20mA来反映信号的大小。
4～20mA产品的典型应用是传感和测量应用。
4-20mA的由来
平常我们在选择传感器的时候很多情况下都是选择4-20mA输出，大部分是在选择压力传感器、温度传感器等传感器的时候一般都是4-20mA输出。
要问为什么工业上都使用4-20mA 输出而不是其它数值输出呢？相信很多人都不知道这其中的原因。
采用电流信号的原因是不容易受到干扰。
并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不会影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。
上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。
下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作的时候不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。
常取2mA作为断线报警值。
电流型变送器会把物理量转换成4~20mA电流输出，一定要有外电源为其供电。
最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，一共要接4根线，称之为四线制变送器。
这当然，电流输出可以把电源公用一根线公用VCC或者GND，可节省一根线，叫做三线制变送器。
其实大家可能注意到，4-20mA电流本身就可以为变送器供电。
变送器在电路中相当于一个特殊的负载，特殊之处就在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。
显示仪表只需要串在电路中就可以。
这个变送器只需外接2根线，因为被称为两线制变送器。
工业电流环标准下限为4mA，所以只要在量程范围内，变送器至少有4mA供电。
这就使得两线制传感器的设计成为可能。
在工业应用中，测量点一般在现场，并且显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。
两者之间距离可能数十至数百米。
按一百米距离计算，省去2根导线意味着成本降低近百元！因此在应用中两线制传感器必然是首选。
所以传感器在选择的时候一般都是4-20mA信号输出，这样信号就不容易受干扰而且安全可靠，两线制4-20mA输出更可以节省传感器成本，这些原因使得传感器在工业上普遍使用的是两线制4-20mA输出。
当然现在很多传感器还有其它样式的输出例如0-5V，RS-485/RS-232等，这些都是为了能够很好的处理传感器信号。
4-20mA变送器的电路设计
4-20mA变送器的电路设计工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。
这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。
工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。
采用电流信号的原因是不容易受干扰。
并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。
上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。
下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。
常取2mA作为断线报警值。
电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。
最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。
当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，称之为三线制变送器。
其实大家可能注意到， 4-20mA电流本身就可以为变送器供电，如图1C所示。
变送器在电路中相当于一个特殊的负载，特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。
显示仪表只需要串在电路中即可。
这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器。
工业电流环标准下限为4mA，因此只要在量程范围内，变送器至少有4mA供电。
这使得两线制传感器的设计成为可能。
在工业应用中，测量点一般在现场，而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。
两者之间距离可能数十至数百米。
按一百米距离计算，省去2根导线意味着成本降低近百元！因此在应用中两线制传感器必然是首选。
1.两线制变送器的结构与原理两线制变送器的原理是利用了4~20mA信号为自身提供电能。
如果变送器自身耗电大于4mA，那么将不可能输出下限4mA值。
因此一般要求两线制变送器自身耗电（包括传感器在内的全部电路）不大于3.5mA。
这是两线制变送器的设计根本原则之一。
为什么一般的变送器信号是4到20毫安
压力桥、称重传感器输出信号微弱，都属于mV级信号。这一类小信号一般都要求用差动放大器对其进行第一级放大。一般选用低失调、低温飘的差动放大器。另外在两线制应用中，低功耗也是必需的。AD623是常用的低功耗精密差动放大器，常用在差分输出前级的放大。 AD623失调最大200uV，温飘1uV/度，在一般压力变送应用保证了精度足够。 R0将0.4V叠加在AD623的REF脚（5脚）上，在压力=0情况下通过调整R0使输出4mA，再调整RG输出20.00mA，完成校准。 电路设计时需注意，压力桥传感器相当于一个千欧级的电阻，耗电一般比较大。适当降低压力桥的激励电压可以减小耗电电流。但是输出幅度也随之下降，需要提高AD623的增益。图6给出的传感器采用恒压供电，实际应用中大部分半导体压力传感器需要恒流供电才能获得较好的温度特性，可以用一个运放构成恒流源为其提供激励。 5.稳定性和安全性的考虑 工业环境下环境恶劣且对可靠性要求高，因此两线制变送器的设计上需要考虑一定的保护和增强稳定性措施。
2.两线制变送器的结构与原理
两线制变送器的原理是利用了4~20mA信号为自身提供电能。如果变送器自身耗电大于4mA，那么将不可能输出下限4mA值。因此一般要求两线制变送器自身耗电（包括传感器在内的全部电路）不大于3.5mA。这是两线制变送器的设计根本原则之一。 从整体结构上来看，两线制变送器由三大部分组成：传感器、调理电路、两线制V/I变换器构成。传感器将温度、压力等物理量转化为电参量，调理电路将传感器输出的微弱或非线性的电信号进行放大、调理、转化为线性的电压输出。两线制V/I变换电路根据信号调理电路的输出控制总体耗电电流；同时从环路上获得电压并稳压，供调理电路和传感器使用。 除了V/I变换电路之外，电路中每个部分都有其自身的耗电电流，两线制变送器的核心设计思想是将所有的电流都包括在V/I变换的反馈环路内。如图，采样电阻Rs串联在电路的低端，所有的电流都将通过Rs流回到电源负极。从Rs上取到的反馈信号，包含了所有电路的耗电。在两线制变送器中，所有的电路总功耗不能大于3.5mA，因此电路的低功耗成为主要的设计难点。下面将逐一分析各个部分电路的原理与设计要点。
S7-200模拟量输入输出实例
对输入、输出模拟量的P L C编程的探讨及编程实例解析3134人阅读| 4条评论发布于：2011-12-29 9:03:42 对于初学PLC编程的人来说，模拟量输入、输出模块的编程要比用位变量进行一般的程序控制难的多，因为它不仅仅是程序编程，而且还涉及到模拟量的转换公式推导与使用的问题。
不同的传感变送器，通过不同的模拟量输入输出模块进行转换，其转换公式是不一样的，如果选用的转换公式不对，编出的程序肯定是错误的。
比如有3个温度传感变送器：（1）、测温范围为0~200 ，变送器输出信号为4～20ma（2）、测温范围为0~200 ，变送器输出信号为0～5V（3）、测温范围为－100 ~500 ，变送器输出信号为4～20ma（1）和（2）二个温度传感变送器，测温范围一样，但输出信号不同，（1）和(3)传感变送器输出信号一样，但测温范围不同，这3个传感变送器既使选用相同的模拟量输入模块，其转换公式也是各不相同。
一、转换公式的推导下面选用S7-200的模拟量输入输出模块EM235的参数为依据对上述的3个温度传感器进行转换公式的推导：对于(1)和（3）传感变送器所用的模块，其模拟量输入设置为0～20ma电流信号,20ma 对应数子量=32000，4 ma对应数字量=6400；对于（2）传感变送器用的模块，其模拟量输入设置为0～5V电压信号，5V对应数字量=32000，0V对应数字量=0；这3种传感変送器的转换公式该如何推导的呢这要借助与数学知识帮助，请见下图：上面推导出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是对应（1）、（2）、（3）三种温度传感变送器经过模块转换成数字量后再换算为被测量的转换公式。
编程者依据正确的转换公式进行编程，就会获得满意的效果。
二、变送器与模块的连接通常输出4～20ma电流信号的传感变送器，对外输出只有+、- 二根连线，它需要外接24V电源电压才能工作，如将它的+、- 二根连线分别与24V电源的正负极相连，在被测量正常变化范围内，此回路将产生4～20ma电流，见下左图。
4-20mA变送器
谈谈两线制4-20mA变送器工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。
这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。
工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。
采用电流信号的原因是不容易受干扰。
并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。
上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。
下限没有取0mA 的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。
常取2mA作为断线报警值。
电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。
最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。
当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，称之为三线制变送器。
其实大家可能注意到， 4-20mA电流本身就可以为变送器供电。
变送器在电路中相当于一个特殊的负载，特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。
显示仪表只需要串在电路中即可。
这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器。
工业电流环标准下限为4mA，因此只要在量程范围内，变送器至少有4mA供电。
这使得两线制传感器的设计成为可能。
在工业应用中，测量点一般在现场，而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。
两者之间距离可能数十至数百米。
按一百米距离计算，省去2根导线意味着成本降低近百元！因此在应用中两线制传感器必然是首选。
2.两线制变送器的结构与原理两线制变送器的原理是利用了4~20mA信号为自身提供电能。
如果变送器自身耗电大于4mA，那么将不可能输出下限4mA值。
因此一般要求两线制变送器自身耗电（包括传感器在内的全部电路）不大于3.5mA。
这是两线制变送器的设计根本原则之一。
4-20mA 变送器 电路 设计
4-20mA 变送器电路设计2009-11-27 10:074-20mA 变送器电路设计1 工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。
这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。
工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。
采用电流信号的原因是不容易受干扰。
并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。
上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。
下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。
常取2mA作为断线报警值。
电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。
最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。
当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，称之为三线制变送器。
其实大家可能注意到， 4-20mA电流本身就可以为变送器供电，如图1C所示。
变送器在电路中相当于一个特殊的负载，特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。
显示仪表只需要串在电路中即可。
这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器。
工业电流环标准下限为4mA，因此只要在量程范围内，变送器至少有4mA供电。
这使得两线制传感器的设计成为可能。
在工业应用中，测量点一般在现场，而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。
两者之间距离可能数十至数百米。
按一百米距离计算，省去2根导线意味着成本降低近百元！因此在应用中两线制传感器必然是首选。
1.两线制变送器的结构与原理两线制变送器的原理是利用了4~20mA信号为自身提供电能。
如果变送器自身耗电大于4mA，那么将不可能输出下限4mA值。
因此一般要求两线制变送器自身耗电（包括传感器在内的全部电路）不大于3.5mA。
4到20mA变送器的电路设计
基于两线制的4/20mA变送器的电路设计工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。
这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。
工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。
采用电流信号的原因是不容易受干扰。
并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。
上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。
下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。
常取2mA作为断线报警值。
电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。
最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。
当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，称之为三线制变送器。
其实大家可能注意到，4-20mA电流本身就可以为变送器供电，如图1C所示。
变送器在电路中相当于一个特殊的负载，特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。
显示仪表只需要串在电路中即可。
这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器。
工业电流环标准下限为4mA，因此只要在量程范围内，变送器至少有4mA供电。
这使得两线制传感器的设计成为可能。
在工业应用中，测量点一般在现场，而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。
两者之间距离可能数十至数百米。
按一百米距离计算，省去2根导线意味着成本降低近百元！因此在应用中两线制传感器必然是首选。
两线制变送器的结构与原理两线制变送器的原理是利用了4~20mA信号为自身提供电能。
如果变送器自身耗电大于4mA，那么将不可能输出下限4mA值。
因此一般要求两线制变送器自身耗电（包括传感器在内的全部电路）不大于3.5mA。
变送器4-20mA电流的由来
变送器4-20mA电流的由来工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，它们都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。
这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。
工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。
4-20mA，指的就是最小电流为4mA,最大电流为20mA。
在工业现场，要完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：第一，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；第二，传输线的分布电阻会产生电压降；第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。
为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们会用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感°4-20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。
为什么选择4-20mA 而不是0-20mA 呢？很简单，如果0是最小，那么开路故障就检测不到了！那么，为什么偏偏是4mA 呢？正常工作时，电流信号不会低于4mA 。
当传输线因故障断路，环路电流降为0。
常取2mA 作为断线报警值。
有两个原因。
一个原因是为了避免干扰，另一个原因是在4-20mA 使用的是两线制，即两根线即是信号线，同时也是电源线，而4mA 是为了给传感器提供电路的静态工作电流用。
这个4-20mA 控制回路是怎么工作的呢？4-20mA 构成基础要件：24V 电源供电变送器控制4-20mA 信号使其与过程变量成比例变化指示器将4-20mA 信号转化为相应过程变量指示器或控制器I/O 输入电阻250Q 分流器生成1-5V 输入信号（欧姆定律：电压=电流*电阻，4-20mAX250ohms=1-5V ）Ph T G ffll ZERO SPAH —■-2钱制变送器忘丢准制需■JS1-薩 4tc 20mA■*I■Fg通常情况下：1）它们将热电偶或热电阻传感器的温度信号转换为4-20mA信号然后再输出；2）控制器再将4-20mA反译为具体的温度值；3）基于此温度值，控制回路给实现对过程终端控制元件的控制。
电压电流频率信号转换器温度变送器
0.01 0.02 0.04
%
3KV熔断保护。
标定误差（工厂标定，限固定型） 0.03 0.05 0.1
% 输入（可调型）
3dB带宽
1-10 1-10 1-10 Hz 量程：使用DIL开关以步幅1mV在1-63mV之间进行调节。
使用电位器设置中间数值，约为调整范围的±10%.
输入阻抗，电压（最小）
200 200 200 KΩ 偏移（零点）：使用DIL开关以步幅1mV在-16至15mV之间
需把电压转换为电流）。
50％的测量范围内才有效的（40°C-100 °C）。
电流输出：最低负载400欧姆，标准为0/4-20mA输出，短
2. 如果零点明显偏移（如400-500°C），则所述的误差是按照零点 路保护，过压保护。其他输出也可供货。
开始计算的（0-500°C）。
可 选 ： 频 率 输 出（最 大 20KHz），详 细 请 参 考“模 拟 频
4-20mA V/ISO V/ISO
2-D,13-32V 21-32V/±15V 19-32V
可调 固定 可调
ISOV/I 80
4-20mA/ISO
2-D,13.5-32V
固定
ISOV/I 100
4-20mA/ISO
2-D,13.5-32V
可调
ISO：在输入输出之间进行电隔离，2-D: 4-20mA两线制技术（电源和信号在同一根线上）。
技术参数和精准度等级：精度等级分为A、C和D三级（除特殊说明外，下表中的数值为23°C时的最大值）
常用参数
A
C
D 单位
转换误差（线性度）
0.01 0.02 0.04 %
标定误差（工厂标定，仅限固定型） 0.03 0.05 0.1
两线制压力变送器设计(4-20mA原理)x.doc
两线制压力变送器设计2008-01-24 14:27分类：字号：小开篇: 认识两线制传感器工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。
这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。
工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。
采用电流信号的原因是不容易受干扰。
并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。
上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。
下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。
常取2mA作为断线报警值。
电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。
最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。
当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，称之为三线制变送器。
其实大家可能注意到， 4-20mA电流本身就可以为变送器供电，如图1C所示。
变送器在电路中相当于一个特殊的负载，特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。
显示仪表只需要串在电路中即可。
这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器。
工业电流环标准下限为4mA，因此只要在量程范围内，变送器至少有4mA供电。
这使得两线制传感器的设计成为可能。
在工业应用中，测量点一般在现场，而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。
两者之间距离可能数十至数百米。
按一百米距离计算，省去2根导线意味着成本降低近百元！因此在应用中两线制传感器必然是首选。
2.两线制变送器的结构与原理两线制变送器的原理是利用了4~20mA信号为自身提供电能。
如果变送器自身耗电大于4mA，那么将不可能输出下限4mA值。
因此一般要求两线制变送器自身耗电（包括传感器在内的全部电路）不大于3.5mA。
4-20ma变送器工作原理
4-20ma变送器工作原理
4-20mA变送器的工作原理是将被测参数转换成电阻或电压信号，经过模拟电路处理得到标准电压信号，再经过电流变送器内部电路转换成4-20mA电流信号，进行长距离传输或直接连接到控制设备。
具体步骤如下：
1.传感器测量：传感器测量物理量，如温度、压力或流量等，并将
其转换为电信号。
2.信号转换：传感器产生的电信号经过信号转换电路进行处理，将
其转换为标准的4-20mA电流信号。
3.处理信号：处理后的信号进入电流变送器的内部电路，通过电阻
器和电源电压的配合，将信号转换成4-20mA的电流信号。
利用组态王模拟温度控制
、八、-前言可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。
在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。
人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。
本文主要介绍了基于三菱公司FX2N 系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的某一对象温度控制系统的设计方案。
编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN 中自带的PID 控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。
利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理目录第一章概述2第二章总方案32.1系统框图32.2下位机设计・42.2.1元件选择62.3上位机设计-82.3.1监控主界面-92.3.2实时趋势曲线-102.3.3历史趋势曲线・112.3.4报警窗口112.3.5设定画面122.3.6变量设置-132.3.7动画连接15第三章总结17第四章参考文献-17第一章概述温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。
由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。
目前，仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线，存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题，达不到工艺要求，造成装备运行成本费用高，产出品品质低下, 严重影响企业经济效益，急需技术改造。
近年来，国内外对温度控制器的研究进行了广泛、深入的研究，特别是随着计算机技术的发展，温度控制器的研究取得了巨大的发展，形成了一批商品化的温度调节器，如：职能化PID、模糊控制、自适应控制等，其性能、控制效果好，可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的技术改造服务。
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精度等级：0.1 级、0.2 级、0.5 级。产品出 厂前已检验校正，用户可以直接使用。 国 20mA 等。 际 标 准 信 号 输
入 :0-5V/0-10V/1-5V/2-10V,0-10mA/0-20mA/4-
不难看出已饿了很久。可是温度变送器吃完一块就匆匆走开
输
出
标
准
信
号
：
0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA 等，具
辅佐电源：12V
型号：DIN12-IBFA4-P2-O6
2ds0f2c7a 温度变送器/Product/115.html
精度等级：0.1 级 0.2 级 0.5 级（非线性度 <0.2%）
输入：0-10mA/0-20mA/4-20mA 等标准信号 输 变换的电压信号 出 ：
0-10mA/0-20mA/4-20mA/0-5V/0-10V/1-5V 隔 离
不难看出已饿了很久。可是温度变送器吃完一块就匆匆走开
信号输入/输出/辅佐电源隔离电压 3000VDC 三隔离 12PINSIP 符合 UL94V-0 标准阻燃封装 工业级宽温度范围：-40~+85℃
有高负载能力。
全量程范围内极高的线性度（非线性度 <0.2%）
0-5V、0-10V、1-5V 电压转换隔离模块 0-5V、0-10V、电压信号隔离 IC
信号隔离器,变送器,信号放大器,数据采集
器
不难看出已饿了很久。可是温度变送器吃完一块就匆匆走开
产品列举 例 1：信号输入：0-5V；信号输出：0-5V； 辅佐电源：24V 型号：DIN12-IBFU1-P1-O4
为提高控制系统的抗干扰性和可靠性，工业 控制系统和现场设备间的接口越来越多采用隔 离接口单元取代原来非隔离单元。
不可靠的信号传输往往是由于多点接地造 成接地回路而引起的，消除接地回路方法有两种：
单点接地和隔离，而在实际测控系统（DCS、PLC 等）中单点接地难以实现，所以常采用隔离接口 单元对输入输出信号在电气上进行完全隔离，即
在隔离接口单元处打破电信号的电阻连续性，通
过调制解调，信号通过耦合的方式跨越隔离介质，
不难看出已饿了很久。可是温度变送器吃完一块就匆匆走开
被精密地传输或转换，使测控系统的所有 I/O 点 都成为完全的浮空 I/O，消除接地源之间复杂联 系。
实现输入、输出、供电电源之间的电气隔离
并完成相应的信号转换的标准接口单元通常包
例 2：信号输入： 0-10V；信号输出:0-20mA； 辅佐电源：24V 型号：DIN12-IBFU2-P1-O2 例 3：信号输入：4-20mA 信号输出：0-10V；
不难看出已饿了很久。可是温度变送器吃完一块就匆匆走开
辅佐电源：5V 型号：DIN12-IBFA4-P3-O5
例 3：信号输入：4-20mA 信号输出：1-5V；
括：隔离配电器、隔离输出驱动器、隔离温度变 送器等。 直流电流信号隔离放大器是一种将电源信 号转换成按比例输出隔离电流或电压信号的混 合集成电路
不难看出已饿了很久。可是温度扰抑制，信号长线传输，安全 隔离栅，电力监控，医疗设备，仪器仪表，工业 自控等需要将模拟电量隔离的行业