回路供電技術(shù)及其應(yīng)用

一、概述
在過程控制系統(tǒng)中儀表的測(cè)量和控制信號(hào)的傳送除采用各種現(xiàn)場(chǎng)總線方式
外，大部分儀表都采用模擬方式進(jìn)行傳送，通常采用4～20mA 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，也有
少數(shù)儀表采用1～5mA 或10～50mA 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。在溫度、壓力、液位以及PH 值
等的測(cè)量中，普遍使用的二線制變送器，它在輸出4～20mA 測(cè)量信號(hào)的二根導(dǎo)
線上，同時(shí)向變送器供給24V 電源，其應(yīng)用的就是回路供電技術(shù)。
回路供電技術(shù)不僅在變送器中應(yīng)用，而且也在顯示器和信號(hào)隔離器等儀表中
應(yīng)用。由于回路供電技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，國(guó)外很多儀表公司發(fā)展了許多新產(chǎn)品。
特別是近年來，微功耗集成電路的飛速發(fā)展促進(jìn)了回路供電技術(shù)的發(fā)展。本文重
點(diǎn)介紹應(yīng)用該技術(shù)拓展的一些新產(chǎn)品及其應(yīng)用。
二、什么叫回路供電（Loop powered）儀表
有電子線路構(gòu)成的儀表都需要供給直流電源，許多儀表采用外部電源供電，
如果用交流供電，儀表中則需要增加交直流轉(zhuǎn)換電路，因此儀表的電源供給回路
和信號(hào)輸出或輸入回路往往是分開的。而在過程控制系統(tǒng)中，有些儀表通過它的
信號(hào)輸出或輸入回路向儀表供給電源，這類儀表我們稱之謂回路供電儀表，也有
的稱它為二線制儀表。
圖 1 是采用24V 供電的變送器，變
送器的輸出電流4～20mA 也通過供電
線傳送。4～20mA 是測(cè)量值的變化范
圍，也就是說4mA 是零點(diǎn)，20mA 是
滿度。如果這是一個(gè)測(cè)量范圍為0～100℃ 圖 1
的溫度變送器，那么4mA 表示測(cè)量對(duì)象是在0℃，而20mA 時(shí)表示測(cè)量對(duì)象的
溫度為100℃。
有人會(huì)問為什么要使用 4～20mA 信號(hào)傳送，而不使用0～20mA 信號(hào)傳送
呢？事實(shí)上變送器中的電子線路需要耗電，0mA 無法使變送器工作，而4mA 就
是為了向儀表提供電能，保證變送器內(nèi)的電子線路的正常工作。用4mA 是根據(jù)
當(dāng)時(shí)的半導(dǎo)體集成電路的微功耗水平而制定的。