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无接地RTD在应用时为何要使用带隔离的变送器?

这个问题经常被使用过RTD传感器的用户所提起。由于在使用热电阻PT-100时,一般情况下都没有接地,我们通常认为它们不需要使用带隔离的变送器就可以进行正常的工作。如果测量是在理想的环境中进行的,那么我们的这种想法确实是正确的,至少,大部分是正确的。

不幸的是,实际的工业环境中往往存在着固态、液态和气态等不同类型的空气污染物,这些污染物有可能沉积、进入仪表内部并且分布在仪表及传感器接线端子的周围,只要进入一点点湿气就有可能产生多个寄生漏电通路,这必将严重的影响测量的精度和信号的完整性。

考虑以下两个电路原理:

                                                      
                                                                                  图一


                                                      
                                                                                  图二


图1:在 24VDC 电源线路和传感器接线端(或连线)之间产生了一条显著的寄生漏电通路. 一个 20MΩ的寄生电阻就可以对激励电流造成 ~1μA的误差。假定一个标准的1mA 激励电流,输入范围为0-100°C (273°K-373°K) ,这将导致 ~0.26°C 零点漂移误差 (~0.26%) 和~0.1°C 增益误差 (共0.36%)。而对于一个10MΩ寄生电阻来说,这将使误差加倍至 ~0.52°C零点漂移误差和 ~0.2°C增益误差(共 0.72%)。

不用多说,寄生电阻值越小,它所造成的误差越大。用 1MΩ的电阻为例,不必在特殊的热带地区或者非清洁的环境中,在满量程时它就将造成高达~5.2°C 的零点漂移误差和总计7.2°C 的误差。自然地,一个更小的输入范围将造成较大比例(%)的输出误差。寄生电阻路径也有可能由传感器结构内部金属元素移动造成,这与外部环境条件无关,但是在高温使用时这种现象的产生将变得更加的普遍。

图2:带隔离的变送器很好地隔断了寄生电阻的路径并且阻止漏电流从变送器的线路中流过,从而几乎完全避免了误差的产生。带隔离的变送器通常还提供优异的噪声抑制能力和在噪声环境和极端的气候环境中防止电流的瞬变和涌浪的能力。

 
 
 
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