Двухпроводная линия связи.

Использует только два провода для передачи питания датчику и одновременно для передачи информационного сигнала в устройства обработки информации. На рис. 2.39 изображена структурная схема двухпроводного подключения измерительного устройства.

Работа схемы:

Измерительное устройство при нулевом входном физическом воздействии формирует сигнал 4мА, соответствующий нулевому значению выходного информационного сигнала. При изменении измеряемой физической величины от нуля (начало) до максимума диапазона измерения токовый сигнал на выходе изменяется от 4 мА до 20 мА. Схема измерения выходного тока измерительного преобразователя снимает сигнал с Rос вычисляет рассогласование и формирует управляющий сигнал на транзистор для стабилизации требуемого тока(преобразователь компенсационного типа). Нулевой сигнал 4 мА может складываться как сумма токов Х мА – ток через ИП и ток через сопротивление обратной связи RОС, равный также Y мА, которые в сумме дадут 4 мА. При изменении измеряемой физической величины изменится и ток на выходе. Например, при увеличении входного физического параметра до 50% от диапазона, выходной ток будет равен 12 мА, и будет стабилизироваться схемой компенсационного типа на данном уровне. Это значит, что возникает дополнительный ток через транзистор, равный 8 мА.

Rнорм необходим для преобразования тока в напряжение. В качестве него применяется резистор, имеющий стабильное сопротивление, мало зависящий от температуры, влажности, не подвержен старению и т. Д. Например, берется резистор по ГОСТу номиналом 200..250Ом.

Достоинства: данная схема использует минимальное количество проводов.

Недостатки:

o из стандартных сигналов схема применима только для сигнала тока 4-20мА;

o невозможность гальванического разделения цепе питания и цепей сигнала, т.к. и питание, и сигнал передаются по одной цепи

Несмотря на указанные недостатки, двухпроводное включение измерительных устройств широко распространено. Это связано также с популярностью стандарта 4-20 мА.

Преимущества и недостатки линии связи с токовыми сигналами и сигналами напряжения.

Линии связи измерительных устройств с сигналами тока и с сигналами напряжения отличаются друг от друга тем, что возмущающие факторы внешней среды оказывают на них разное воздействие.

ЛС напряжения. Представим линию связи с сигналом напряжения схемой замещения рис. 2.40.

Ес – источник сигнала;

Rвн – внутренне сопротивление источника сигнала, у идеального источника напряжения Rвн →0, у реального оно составляет 1 ÷ 10 Ом;

Rлс (сопротивление линии связи) – 0 ÷ 10 Ом;

Rу (сопротивление утечки) – 1МОм и более;

Rнагр(сопротивление нагрузки) – 10Ком и более;

Здесь UC – выходной сигнал измерительного устройства, а а Uвых – напряжение на выходе ЛС, или сигнал на входе устройства обработки информации. Rн – сопротивление приемника.

В схеме протекают токи: Iвых – ток протекающий через нагрузку (через УОИ), Iу – ток утечки, протекающий как правило через изоляцию кабелей.