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工業(yè)生產(chǎn)工作環(huán)境會(huì)存在一些易燃材料，如原油和一些原油的衍生物，酒精，天然氣，粉末等，這些物品的泄漏或是使用不正當(dāng)都會(huì)造成爆炸環(huán)境，為工廠和個(gè)人的安全，必須要確保工作環(huán)境不會(huì)引起爆炸。其中，作為本質(zhì)安全防爆控制系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵接口單元--安全柵，起到了非常重要的作用。

安全柵電氣參數(shù)需匹配現(xiàn)場(chǎng)儀表/控制室儀表/電源的接口信號(hào)，基本上我們可以通過以下要素完成基礎(chǔ)選型：

開關(guān)量輸入安全柵，選晶體管/電平輸出還是繼電器輸出？

開關(guān)頻率在10Hz以下的信號(hào)一般選繼電器輸出。典型的現(xiàn)場(chǎng)儀表包括：閥位開關(guān)、液位、物位開關(guān)、流量計(jì)低速單位脈沖（每立方一個(gè)脈沖）等；繼電器輸出的好處是無(wú)極性，可驅(qū)動(dòng)電流大（最大2A），缺點(diǎn)是只適合于低速，不適合高速。

開關(guān)頻率在10Hz-50KHz的信號(hào)一般選晶體管/電平輸出。典型的現(xiàn)場(chǎng)儀表包括：轉(zhuǎn)速開關(guān)、編碼器、流量計(jì)高速瞬時(shí)量脈沖等；晶體管、電平輸出的優(yōu)點(diǎn)是適合于高速信號(hào)，無(wú)機(jī)械壽命限制。缺點(diǎn)是有極性，可驅(qū)動(dòng)電流?。ㄐ∮?0mA）。

溫度量輸入安全柵轉(zhuǎn)換精度怎么算？

舉例：熱電阻RTD輸入，量程范圍為000~100℃。

量程相對(duì)誤差=（100℃-0℃）X0.1%=0.1℃<0.2℃，因此轉(zhuǎn)換精度選量程絕對(duì)誤差0.2℃。

如何區(qū)別模擬量輸入安全柵獨(dú)立供電、回路供電、輸出回路供電？

獨(dú)立供電和回路供電一般指安全柵模塊的電源供電方式；輸出回路供電通常指信號(hào)回路是無(wú)源，需要外部供電。

獨(dú)立供電：是指安全柵需要單獨(dú)24V電源供電。

回路供電：無(wú)需給安全柵單獨(dú)供電，電源和信號(hào)在同一個(gè)回路里。

需要注意的是：

（1）回路供電輸出精度會(huì)低于獨(dú)立供電；

（2）注意這個(gè)公式Uo=Ue-0.02*RL-Ud，要求Uo≥現(xiàn)場(chǎng)變送器最低工作電壓；

例如：安全柵的安全側(cè)供電電壓Ue=24V，現(xiàn)場(chǎng)二線制變送器負(fù)載電阻為300歐姆，安全柵的電壓跌落Ud=6V，那么Uo=24-0.02*300-6=12V。如果這個(gè)二線制變送器最低工作電壓為15V，則配電不夠，變送器無(wú)法正常工作。此時(shí)，可通過以下方法解決問題。

（1）減小Ud，選擇電壓跌落較小的安全柵；

（2）減小RL，選擇負(fù)載電阻較小的變送器；

（3）選擇工作電壓范圍更廣的變送器，使其在12V也能正常工作；

（4）增大Ue，即增大安全柵的供電電壓（安全柵最大工作電壓35V）。

如何區(qū)別有源信號(hào)和無(wú)源信號(hào)？

首先要了解以下基礎(chǔ)概念：電流源（四線制變送器的輸出通常是電流源信號(hào)），三線制變送器，二線制變送器。

電流型變送器將物理量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流輸出，必然要有外電源為其供電：

四線制變送器：最典型的是變送器需要兩根電源線，加上兩根電流輸出線，總共要接4根線，稱之為四線制變送器。通常4線制變送器的輸出是電流源

三線制變送器：電流輸出可以與電源公用一根地線，可節(jié)省一根線，稱之為三線制變送器。

二線制變送器：4-20mA變送器兩線制的居多，4-20mA電流本身就可以為變送器供電。變送器在電路中相當(dāng)于一個(gè)特殊的負(fù)載，兩線制即電源、負(fù)載串聯(lián)在一起，而現(xiàn)場(chǎng)變送器與控制室儀表之間的信號(hào)聯(lián)絡(luò)及供電僅用兩根電線。變送器的耗電電流在4~20mA之間根據(jù)傳感器輸出而變化。

擴(kuò)展知識(shí)：

有源信號(hào)，無(wú)源信號(hào)的定義（關(guān)注的永遠(yuǎn)是信號(hào)采集回路是否需要外部供電）。

有源信號(hào)：在4~20mA信號(hào)回路中，信號(hào)發(fā)生端自身具有電壓驅(qū)動(dòng)，無(wú)需其他電源設(shè)備給回路供電，則該4~20mA為有源信號(hào)。一般情況下，四線制變送器，三線制變送器為有源輸出。

無(wú)源信號(hào)：在4~20mA信號(hào)采集回路中，信號(hào)發(fā)生端自身不具有電壓驅(qū)動(dòng)，需要其他電源設(shè)備給回路供電，則該4~20mA為無(wú)源信號(hào)。二線制變送器為無(wú)源輸出。

現(xiàn)場(chǎng)判斷是否需要供電的方法：斷開信號(hào)采集回路，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（變送器）端兩線上接電壓表，如果有電壓，則輸出的是有源信號(hào)，信號(hào)采集設(shè)備無(wú)需供電。如果沒有電壓，則輸出的是無(wú)源信號(hào)，需要信號(hào)采集設(shè)備供電。

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