一. 什么是两线制电流变送器?
什么是两线制?

两线制有什么优点?

两线制是指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线，这两根线即是电源线，又 是信号线。两线制与三线制 (一根正电源线，两根信号线,其中一根共GND) 和四线制(两根正负电源线，两根信号线,其中一根GND) 相比，两线制的优点是：

1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响，可用非常便宜的更细的导线；可节省大量电缆线和安装费用；

2、在电流源输出电阻足够大时，经磁场耦合感应到导线环路内的电压，不会产生显著影响，因为干扰源引起的电流极小，一般利用双绞线就能降低干扰；

3、电容性干扰会导致接收器电阻有关误差，对于4-20mA两线制环路，接收器电阻通常为250Ω（取样Uout=1-5V）这个电阻小到不足以产生显著误差，因此，可以允许的电线长度比电压遥测系统更长更远；

4、各个单台示读装置或记录装置可以在电线长度不等的不同通道间进行换接，不因电线长度的不等造成精度的差异；

5、将4mA用于零电平，使判断开路或传感器损坏（0mA状态）十分方便。

6,在两线输出口容易增设防浪涌,防雷器件,有利于安全防爆。

两线制电流变送器在使用时要安装在现场设备的动力线上，而以单片机为核心的监测系统则位于较远离设备现场的监控室里，两者一般相距几百米甚至更远。设备现场的环境较为恶劣，强电信号会产生各种电磁干扰，在这种情况下，单片机应用系统中遇到的一个棘手问题就是如何在恶劣环境下远距离可靠地传送微小信号。小信号两线制变送器件的出现使这个问题得到了较好地解决。

我们以DH4-20变送模块为核心设计了小型、价廉的两线制电流变送器。它具有低失调电压(＜30 μV)、低电压漂移(＜0.7μV/C°)、低非线性度(＜0.01%)的特点。它把现场设备动力线的电流转换成4～20 mA的标准电流信号输出，然后通过一对双绞线送到监测系统的输入接口上，双绞线同时也将位于监测系统的电源送到电流变送器中。测量信号和电源在双绞线上同时传送，既省去了昂贵的传输电缆，而且信号是以电流的形式传输，抗干扰能力加强。

二.电流变送器的4-20mA输出如何转换?

两线制电流变送器的输出为4～20 mA，通过250 Ω的精密电阻转换成1～5 V的模拟电压信号.转换成数字信号有多种方法，如果系统是在环境较为恶劣的工业现场长期使用，因此需考虑硬件系统工作的安全性和可靠性。系统的输入模块采用压频转换器件LM331将模拟电压信号转换成频率信号，用光电耦合器件TL117进行模拟量与数字量的隔离。同时模拟信号处理电路与数字信号处理电路分别使用两组独立的电源，模拟地与数字地相互分开，这样可提高系统工作的安全性。利用压频转换器件也有一定的抗高频干扰的作用。



三.电流输出型与电压输出型有哪些优劣比较?

在单片机控制的许多应用场合，都要使用传感器来将单片机不能直接测量的信号转换成单片机可以处理的电模拟信号，如压力传感器、温度传感器、流量传感器等。

早期的传感器大多为电压输出型，即将测量信号转换为0-5V电压输出，通过模拟数字转换电路转换数字信号供单片机读取、控制。但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合，电压输出型传感器的使用受到了限制，暴露了抗干扰能力较差等缺点，而电流输出型传感器以其具有较高的抗干扰能力得到了广泛应用。

电压输出型压力传感器抗干扰能力差，有时输出的直流电压上还叠加有交流成分，使单片机产生误判断，控制出现错误，严重时还会损坏设备。

四.4～20mA电流输出型一般又哪些处理方法?
电流输出型传感器的输出范围常用的有0～20mA及4～20mA两种，传感器输出最小电流及最大电流时，分别代表传感器所标定的最小及最大额定输出值。

如测压范围为以0～35Mpa的输出压力传感器为例进行叙述。对于输出0～20mA的传感器0mA电流对应0MPa压力值，输出4～20mA的传感器4mA电流对应0MPa压力值，两类传感器的20mA电流都对应35MPa压力值。

对于输出0～20mA的传感器，在电路设计上我们只需选择合适的降压电阻，通过A/D转换器直接将电阻上的电压转换为数字信号即可，电路调试及数据处理都比较简单。

对于输出4～20mA的传感器，电路调试及数据处理上都比较烦琐。但这种传感器能够在传感器线路不通时，通过是否能检测到正常范围内的电流，判断电路是否出现故障，因此使用更为普遍。

由于4～20mA传感器输出4mA时，在取样电阻上的电压不等于0，直接经模拟数字转换电路转换后的数字量也不为0，单片机无法直接利用，通过公式计算过于复杂。因此一般的处理方法是通过硬件电路将4mA在取样电阻上产生的电压降消除，再进行A/D转换。

由压力传感器产生的4～20mA电流与13VG形成电流回路，从而在取样电阻上产生一定压降，并将此电压值输入到放大器LM358的3脚。电阻分压电路用来在集成电路LM358的2脚产生一个固定的电压值，用于抵消在取样电阻上4mA电流产生的压降。所以当压力传感器为最小值4mA时，LM258的3脚与2脚电压差基本为0V。LM258与其相连接的电阻构成可调整电压放大电路，将压力传感器电流在取样电阻上的电压值进行放大并通过LM258的1脚输出至模拟数字转换电路，供单片机CPU读入，通过查表法或其它的数据处理方法将压力传感器的4-20mA电流在屏幕上以压力值的形式显示出来