两线制是指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线,这两根线既是电源线,又是信号线。
目前大多数传感器都向两线制发展,且在此基础上实现数据通信(比如用HART协议)。对于传输距离大和防爆等场合,最好用无源的两线制传感器。
两线制变送器的原理是利用了 4~20mA 信号为自身提供电能。如果变送器自身耗电大于 4mA,那么将不可能输出下限4mA值。因此一般要求两线制变送器自身耗电(包括传感器在内的全部电路)不大于3.5mA。这是两线制变送器的设计根本原则之一。
从整体结构上来看,两线制变送器由三大部分组成:传感器、调理电路、两线制 V/I 变换电路。传感器将温度、压力等物理量转化为电参量,调理电路将传感器输出的微弱或非线性的电信号进行放大、调理、转化为线性的电压输出。两线制V/I变换电路根据信号调理电路的输出控制总体耗电电流;同时从环路上获得电压并稳压,供调理电路和传感器使用。
除了 V/I 变换电路之外,电路中每个部分都有其自身的耗电电流,两线制变送器的核心设计思想是将所有的电流都包括在V/I变换的反馈环路内。