所有三種類型的RTD 傳感器(2 線制、3 線制和 4 線制)到用戶可配置變送器的正確連接如下圖所示:
請務必注意,3 線和 4 線 RTD 溫度傳感器的符號所示的公共連接代表傳感器處的連接點;不是技術人員在安裝時跨接的端子,也不是變送器內部的內部跳線。使用 3 線和 4 線 RTD溫度傳感器 電路的全部目的是消除由于沿載流線的壓降引起的錯誤,而這只有在“傳感”線延伸到 RTD 本身時才能實現(xiàn)并在那里連接。如果變送器的感測端子僅跨接至載流端子,則變送器將感測到 RTD 壓降加上載流線壓降,從而導致錯誤的高溫指示。
不幸的是,在學生和在職的行業(yè)專業(yè)人士中,對正確 RTD溫度傳感器 連接的誤解比比皆是。運氣好的話,下面的演示將幫助您避免此類錯誤,更重要的是幫助您理解為什么正確的連接是最好的。
始終牢記 3 線或 4 線 RTD溫度傳感器 連接的目的:避免由沿載流導線的電壓降引起的不準確。做到這一點的唯一方法是確保傳感(非載流)線從變送器端子一直延伸到傳感器本身。通過這種方式,變送器能夠“查看”載流導線的電壓降,以“查看”僅由 RTD溫度傳感器 本身造成的電壓降。
下圖顯示了將 2 線制 RTD溫度傳感器 連接到 3 線制或 4 線制變送器的正確和錯誤方式:
放置在變送器端子上的跳線違背了變送器 3 線或 4 線功能的目的,將其性能降低到 2 線系統(tǒng)的性能。
當有人嘗試使用方便使用的 4 線電纜將 3 線 RTD溫度傳感器 連接到 3 線變送器時,會出現(xiàn)類似的問題:
3 線 RTD溫度傳感器 測量基于兩個載流導線具有完全相同的電阻的假設。通過將 4 線電纜中的四根導線中的兩根并聯(lián),您將在電流路徑中產(chǎn)生不相等的電阻,從而導致變送器的測量誤差(注)。
注意:僅當并聯(lián)導線承載電流時才會導致這些錯誤。如果您并聯(lián)的兩根電線碰巧將變送器的傳感端子連接到 RTD(不帶電流的那一根),則不會導致錯誤。
然而,許多 RTD溫度傳感器 發(fā)射器并沒有記錄哪些終端感應(無電流)與哪些終端激勵(將電流輸送到 RTD),因此如果您只是猜測,就有可能出錯。
鑒于將溫度變送器的傳感端子連接到 RTD 的平行線沒有真正的好處,我的建議是使用所有四根線并將溫度變送器配置為 4 線模式,或者根本不使用第四根線。
3 線 RTD 和 4 線電纜方案的更好解決方案包括將溫度變送器配置為 4 線 RTD 輸入并實際使用所有四個端子(如左圖所示),或將變送器配置為 3 線 RTD 輸入而不使用電纜中的第四根電線(如右圖所示):
能夠接收來自 2 線、3 線或 4 線 RTD(以及熱電偶,完全是另一種類型的溫度傳感器)輸入的現(xiàn)代溫度變送器的照片顯示了連接點和描述傳感器如何工作的標簽連接到適當?shù)慕K端:
標簽上顯示的矩形符號代表 RTD 的電阻元件。帶有“+”和“-”標記的符號代表熱電偶結點,在本討論中可以忽略。
如圖所示,兩線 RTD 將連接在端子 2 和 3 之間。同樣,三線 RTD 將連接到端子 1、2 和 3(端子 1 和 2 是兩個端子的連接點) RTD 的常用電線)。最后,四線 RTD 將連接到端子 1、2、3 和 4(端子 1 和 2 是公共端,端子 3 和 4 是公共端,在 RTD 上)。
將 RTD 連接到溫度變送器的相應端子后,需要針對該類型的 RTD 對變送器進行電子配置。
對于這種特定的溫度變送器,配置是使用“智能”通信設備執(zhí)行的,該設備使用 HART 數(shù)字協(xié)議訪問變送器的基于微處理器的設置。在這里,技術人員會將變送器配置為 2 線、3 線或 4 線 RTD 連接。