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無接地RTD在應(yīng)用時為何要使用帶隔離的變送器？

2009/5/31 14:54:00

這個問題經(jīng)常被使用過RTD傳感器的用戶所提起。由于在使用熱電阻PT-100時，一般情況下都沒有接地，我們通常認(rèn)為它們不需要使用帶隔離的變送器就可以進(jìn)行正常的工作。如果測量是在理想的環(huán)境中進(jìn)行的，那么我們的這種想法確實是正確的，至少，大部分是正確的。

不幸的是，實際的工業(yè)環(huán)境中往往存在著固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)等不同類型的空氣污染物，這些污染物有可能沉積、進(jìn)入儀表內(nèi)部并且分布在儀表及傳感器接線端子的周圍，只要進(jìn)入一點點濕氣就有可能產(chǎn)生多個寄生漏電通路，這必將嚴(yán)重的影響測量的精度和信號的完整性。

考慮以下兩個電路原理：

圖1

圖2

圖1：在 24VDC 電源線路和傳感器接線端（或連線）之間產(chǎn)生了一條顯著的寄生漏電通路. 一個 20MΩ的寄生電阻就可以對激勵電流造成 ~1µA的誤差。假定一個標(biāo)準(zhǔn)的1mA 激勵電流，輸入范圍為0-100°C (273°K-373°K) ，這將導(dǎo)致 ~0.26°C 零點漂移誤差 (~0.26%) 和~0.1°C 增益誤差 (共0.36%)。而對于一個10MΩ寄生電阻來說，這將使誤差加倍至 ~0.52°C零點漂移誤差和 ~0.2°C增益誤差(共 0.72%)。

不用多說，寄生電阻值越小，它所造成的誤差越大。用 1MΩ的電阻為例，不必在特殊的熱帶地區(qū)或者非清潔的環(huán)境中，在滿量程時它就將造成高達(dá)~5.2°C 的零點漂移誤差和總計7.2°C 的誤差。自然地，一個更小的輸入范圍將造成較大比例（%）的輸出誤差。

寄生電阻路徑也有可能由傳感器結(jié)構(gòu)內(nèi)部金屬元素移動造成，這與外部環(huán)境條件無關(guān)，但是在高溫使用時這種現(xiàn)象的產(chǎn)生將變得更加的普遍。

圖2：帶隔離的變送器很好地隔斷了寄生電阻的路徑并且阻止漏電流從變送器的線路中流過，從而幾乎完全避免了誤差的產(chǎn)生。

帶隔離的變送器通常還提供優(yōu)異的噪聲抑制能力和在噪聲環(huán)境和極端的氣候環(huán)境中防止電流的瞬變和涌浪的能力。

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