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PT100 温度变送器与 4-20mA 信号输入的连接是工业温度测量中非常常见的应用方式，其核心是将 PT100 的电阻信号通过变送器转换为标准 4-20mA 电流信号，再传输给 PLC、DCS 或显示仪表等设备。以下是具体实现方法和注意事项：

一、连接原理与信号转换关系

1. PT100 特性：PT100 是一种铂电阻温度传感器，其电阻值随温度变化（如 0℃时为 100Ω，100℃时约为 138.5Ω）。

2. 变送器作用：将 PT100 的电阻变化转换为 4-20mA 标准电流信号，对应关系通常为：

• 4mA → 测量范围下限（如 - 50℃、0℃等，可通过变送器校准）

• 20mA → 测量范围上限（如 150℃、200℃等）

3. 4-20mA 优势：抗干扰能力强（电流信号不易受线缆电阻影响），传输距离远（可达数百米），适合工业现场。

二、硬件连接方式

1. 三线制 PT100 与变送器的连接

PT100 通常采用三线制（减少引线电阻误差），连接到变送器的输入端：

• 变送器接线端子：一般标有RTD+、RTD-、RTD_REF（或类似标识）

• 连接方法：

• PT100 的 A、B、C 三根线分别连接到变送器的RTD+、RTD-、RTD_REF

• 注意：B 和 C 线需采用相同规格、长度的导线，确保引线电阻对称抵消

2. 变送器与接收设备（如 PLC）的连接

变送器输出的 4-20mA 信号通过两线制传输给接收设备：

• 变送器输出端：标有OUT+、OUT-（或I+、I-）

• 接收设备输入端：PLC 的模拟量输入模块（如 4-20mA 专用通道），通常标有AI+、AI-

• 连接方法：

  plaintext

• 示意图：
  [PT100]         [温度变送器]         [PLC模拟量模块]
    A ------------> RTD+
    B ------------> RTD-
    C ------------> RTD_REF
                   OUT+ ------------> AI+
                   OUT- ------------> AI-
                   V+ <-------------> 24V+ (电源)
                   V- <-------------> 24V- (电源)

• 变送器OUT+ → PLC 模拟量模块AI+

• 变送器OUT- → PLC 模拟量模块AI-

• 若变送器需要外部供电（如 24VDC），需同时连接电源（注意正负极性）

三、关键参数设置与校准

1. 变送器量程设置：

• 通过变送器上的拨码开关、旋钮或软件（智能变送器）设置测量温度范围（如 - 20℃~100℃），确保 4mA 对应下限，20mA 对应上限。

2. PLC 量程配置：

• 4mA → 数字量 0（或对应下限温度值）

• 20mA → 数字量 4095（12 位 AD 转换，对应上限温度值）

• 在 PLC 编程软件中，将模拟量输入模块的 4-20mA 信号对应到温度量程。例如：

• 计算公式：实际温度 = 下限 + (测量值-4mA对应值)/(20mA对应值-4mA对应值) × (上限-下限)

3. 校准方法：

• 零点校准：将 PT100 置于已知温度点（如冰水混合物 0℃），调节变送器零点，使输出为 4mA。

• 满度校准：将 PT100 置于量程上限温度点（如沸水 100℃，需考虑海拔修正），调节变送器满度，使输出为 20mA。

四、常见问题与解决

1. 信号波动或不准：

• 原因：PT100 接线松动、引线电阻不一致、变送器供电不稳。

• 解决：检查接线紧固性，确保三线制导线规格一致，使用稳压电源（24VDC±5%）。

2. 输出始终为 4mA 或 20mA：

• 原因：PT100 断线（输出 4mA，部分变送器输出 0mA）、变送器故障、超量程。

• 解决：用万用表测量 PT100 电阻值（正常范围应符合温度对应值），更换变送器测试。

3. 传输距离远时信号衰减：

• 原因：导线电阻过大（线径太细或距离过长）。

• 解决：采用线径≥0.5mm² 的屏蔽线，屏蔽层单端接地（减少干扰），必要时增加信号隔离器。

总结

PT100 温度变送器与 4-20mA 输入设备的连接核心是：正确连接 PT100 的三线制到变送器，再将变送器输出的 4-20mA 信号接入接收设备，并通过量程设置和校准确保温度测量准确。这种方式兼顾了测量精度和抗干扰能力，广泛应用于工业温控系统。