圖 1-1 展示了在 4-20mA 環(huán)路上安裝的遠(yuǎn)程變送器的基本方框圖。

遠(yuǎn)程變送器將傳感器的測(cè)量值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流并在 4-20mA 環(huán)路上傳輸。測(cè)量數(shù)據(jù)可以是用于工業(yè)控制的變量：溫度、壓力、流量或工廠車(chē)間所需的任何其他測(cè)量值。此測(cè)量值被轉(zhuǎn)換為一個(gè)主要變量，主要變量有一個(gè)已定義好的滿(mǎn)標(biāo)量程。這個(gè)主要變量在 4-20mA 環(huán)路中轉(zhuǎn)換為與測(cè)量信號(hào)成正比的值。例如，環(huán)路電流 4mA 表示零標(biāo)度，環(huán)路電流 20mA 表示滿(mǎn)標(biāo)度。如果從加熱室獲得的溫度測(cè)量值具有 0°C 到 1000°C 整個(gè)范圍，則環(huán)路中的電流 4mA 表示 0°C，環(huán)路中的電流 20mA 表示 1000°C。中間值以線(xiàn)性方式轉(zhuǎn)換到此標(biāo)度。主要變量的值由連接到主機(jī)的接收器測(cè)量。要將主要變量反譯為具體的測(cè)量值，需使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 來(lái)測(cè)量電阻，以確定環(huán)路中的電流。

如前所述，HART 通信使用 4-20mA 環(huán)路，并使用 HART 調(diào)制解調(diào)器向環(huán)路中添加數(shù)字信號(hào)。HART 通信使用 FSK 信號(hào)來(lái)調(diào)制通信中的數(shù)字位。調(diào)制解調(diào)器信令發(fā)送兩種不同的頻率，在數(shù)字通信中用 0 或 1 表示。圖 1-2 展示了向變送器添加 HART。

變送器包含一個(gè) HART 調(diào)制解調(diào)器，其傳輸顯示為 TX。調(diào)制解調(diào)器對(duì)環(huán)路中的電流進(jìn)行調(diào)制，以傳輸數(shù)字信號(hào)。HART 信號(hào)被添加到表示主要變量的電流值中。調(diào)制解調(diào)器還會(huì)容性耦合電壓信號(hào)以接收數(shù)字信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器的這一部分在遠(yuǎn)程變送器內(nèi)部顯示為接收器 (RX)。

另一個(gè)連接到主機(jī)的支持 HART 的接收器用于測(cè)量環(huán)路中電阻器上的電壓，以確定主要變量。主機(jī)使用低通濾波器接收主要變量測(cè)量值，以濾除 HART FSK 信號(hào)。通信使用的電阻范圍為 230Ω 至 600Ω，250Ω 是 HART 應(yīng)用中使用的典型電阻。同時(shí)，主機(jī)使用帶通濾波器接收 HART FSK 數(shù)字信號(hào)。主機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)變送器都可以發(fā)送和接收與傳感器和支持 HART 的變送器相關(guān)的數(shù)據(jù)。該 HART 信號(hào)必須經(jīng)過(guò)帶通濾波才能被遠(yuǎn)程變送器接收到。