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3分鐘帶你了解為什么標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是4-20mA?

閱讀:520        發(fā)布時(shí)間:2021-6-11

在工業(yè)生產(chǎn)控制過程中,特別是在連續(xù)型的生產(chǎn)過程中,經(jīng)常會(huì)要求對一些物理量如溫度、壓力、流量等進(jìn)行控制。這些物理量它們都是隨時(shí)間而連續(xù)變化的。在控制領(lǐng)域把這些隨時(shí)間連續(xù)變化的物理量叫模擬量。

4-20mA是常用的模擬量電流信號(hào),是標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。指最小電流為4mA,最大電流為20mA 。傳輸信號(hào)時(shí)候,因?yàn)閷?dǎo)線上也有電阻,如果用電壓傳輸則會(huì)在導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生一定的壓降,那接收端的信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生一定的誤差了,所以一般使用電流信號(hào)作為傳感器的標(biāo)準(zhǔn)傳輸。

由于電流信號(hào)抗*力強(qiáng)、不容易受外界因素干擾、可以遠(yuǎn)傳,所以在工業(yè)傳感器上應(yīng)用比較多。為了適應(yīng)工控行業(yè)的不同情況,4-20mA電流傳感器一般具有四線制、三線制和兩線制等。

遠(yuǎn)傳信號(hào)用電流源優(yōu)于電壓源的原因

因?yàn)楝F(xiàn)場與控制室之間的距離較遠(yuǎn),連接電線的電阻較大時(shí),如果用電壓源信號(hào)遠(yuǎn)傳,由于電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓,將產(chǎn)生較大的誤差,而用恒電流源信號(hào)作為遠(yuǎn)傳,只要傳送回路不出現(xiàn)分支,回路中的電流就不會(huì)隨電線長短而改變,從而保證了傳送的精度。

采集信號(hào)最大電流選擇20mA的原因

安全火花儀表只能采用低電壓、低電流,20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯,非常安全;最大電流20mA的選擇是基于安全、實(shí)用、功耗、成本的考慮。

4-20mA的起點(diǎn)為什么不是0mA

傳感器在接線的時(shí)候可能會(huì)因?yàn)橐恍┰驅(qū)е陆佑|不良或者是斷線,斷線后接收設(shè)備采集不到電流信號(hào),那么就導(dǎo)致真實(shí)的0mA和斷線混淆在了一起,無法判斷,如果把起點(diǎn)設(shè)置為4mA就很容易判斷掉線的情況了。同時(shí),設(shè)置到4 mA對兩線制的信號(hào)傳輸也是有很多好處的。

電流信號(hào)(4~20mA信號(hào))的優(yōu)點(diǎn)

1、電流信號(hào)適合遠(yuǎn)距離傳輸,因?yàn)殡娏餍盘?hào)不受導(dǎo)線電阻的影響,而電壓信號(hào)在導(dǎo)線本身具有電阻的情況下會(huì)分壓,導(dǎo)致測量不精準(zhǔn)。一般4~20mA最遠(yuǎn)傳送距離控制在100m以內(nèi),再遠(yuǎn)則建議使用數(shù)字信號(hào)(485通訊)

2、電流信號(hào)一般采用兩線制,電壓信號(hào)一般采用三線制,相比之下,兩線制比三線制節(jié)省材料,降低成本。

3、相對于現(xiàn)場工況比較復(fù)雜的,電流信號(hào)抗干擾的能力相比電壓信號(hào)更強(qiáng)。在有干擾的工況下,建議用戶選擇4~20mA信號(hào)。

4、電流信號(hào)可以適當(dāng)超出量程的范圍,輸出不精準(zhǔn)信號(hào),如量程為1MPa,輸出4~20mA的壓力變送器,在超量程時(shí)可以輸出24mA。

而電壓信號(hào),則要根據(jù)供電不同而有些許不同。如量程為1MPa,輸出0~10V的壓力變送器,當(dāng)供電為9V時(shí),則無法輸出9V以上信號(hào)。

5、當(dāng)導(dǎo)線材質(zhì)不一樣的時(shí)候(如銅,鎳),一般會(huì)產(chǎn)生磁場,對精度要求較高的場合電壓信號(hào)會(huì)有誤差,電流信號(hào)不會(huì)有。

 

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