工业生产工作环境会存在一些易燃材料，如原油和一些原油的衍生物，酒精，天然气，粉末等，这些物品的泄漏或是使用不正当都会造成爆炸环境，为工厂和个人的安全，必须要确保工作环境不会引起爆炸。其中，作为本质安全防爆控制系统中的一个关键接口单元--安全栅，起到了非常重要的作用。

安全栅电气参数需匹配现场仪表/控制室仪表/电源的接口信号，基本上我们可以通过以下要素完成基础选型：

开关量输入安全栅，选晶体管/电平输出还是继电器输出？

开关频率在10Hz以下的信号一般选继电器输出。典型的现场仪表包括：阀位开关、液位、物位开关、流量计低速单位脉冲（每立方一个脉冲）等；继电器输出的好处是无极性，可驱动电流大（最大2A），缺点是只适合于低速，不适合高速。

开关频率在10Hz-50KHz的信号一般选晶体管/电平输出。典型的现场仪表包括：转速开关、编码器、流量计高速瞬时量脉冲等；晶体管、电平输出的优点是适合于高速信号，无机械寿命限制。缺点是有极性，可驱动电流小（小于40mA）。

温度量输入安全栅转换精度怎么算？

举例：热电阻RTD输入，量程范围为000~100℃。

量程相对误差=（100℃-0℃）X0.1%=0.1℃<0.2℃，因此转换精度选量程绝对误差0.2℃。

如何区别模拟量输入安全栅独立供电、回路供电、输出回路供电？

独立供电和回路供电一般指安全栅模块的电源供电方式；输出回路供电通常指信号回路是无源，需要外部供电。

独立供电：是指安全栅需要单独24V电源供电。

回路供电：无需给安全栅单独供电，电源和信号在同一个回路里。

需要注意的是：

（1）回路供电输出精度会低于独立供电；

（2）注意这个公式Uo=Ue-0.02*RL-Ud，要求Uo≥现场变送器最低工作电压；

例如：安全栅的安全侧供电电压Ue=24V，现场二线制变送器负载电阻为300欧姆，安全栅的电压跌落Ud=6V，那么Uo=24-0.02*300-6=12V。如果这个二线制变送器最低工作电压为15V，则配电不够，变送器无法正常工作。此时，可通过以下方法解决问题。

（1）减小Ud，选择电压跌落较小的安全栅；

（2）减小RL，选择负载电阻较小的变送器；

（3）选择工作电压范围更广的变送器，使其在12V也能正常工作；

（4）增大Ue，即增大安全栅的供电电压（安全栅最大工作电压35V）。

如何区别有源信号和无源信号？

首先要了解以下基础概念：电流源（四线制变送器的输出通常是电流源信号），三线制变送器，二线制变送器。

电流型变送器将物理量转换成标准4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电：

四线制变送器：最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。通常4线制变送器的输出是电流源

三线制变送器：电流输出可以与电源公用一根地线，可节省一根线，称之为三线制变送器。

二线制变送器：4-20mA变送器两线制的居多，4-20mA电流本身就可以为变送器供电。变送器在电路中相当于一个特殊的负载，两线制即电源、负载串联在一起，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。

扩展知识：

有源信号，无源信号的定义（关注的永远是信号采集回路是否需要外部供电）。

有源信号：在4~20mA信号回路中，信号发生端自身具有电压驱动，无需其他电源设备给回路供电，则该4~20mA为有源信号。一般情况下，四线制变送器，三线制变送器为有源输出。

无源信号：在4~20mA信号采集回路中，信号发生端自身不具有电压驱动，需要其他电源设备给回路供电，则该4~20mA为无源信号。二线制变送器为无源输出。

现场判断是否需要供电的方法：断开信号采集回路，在现场设备（变送器）端两线上接电压表，如果有电压，则输出的是有源信号，信号采集设备无需供电。如果没有电压，则输出的是无源信号，需要信号采集设备供电。

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