兩線制4~20mA電流信號能傳多遠呢?今天小編就來給大家科普一下!
1.兩線制4~20mA變送器的電流信號究竟能傳多遠呢?
干擾因素:①與激勵電壓高低有關;②與變送器允許的最小工作電壓有關;③與板卡設備采集電流用的取壓電阻大小有關;④與導線電阻的大小有關。通過這四項有關量,可以計算出4~20mA電流信號的理論傳輸距離。
2.要使4~20mA信號,無損失在兩線回路里傳輸,必須滿足歐姆定律。
即滿足:(激勵電壓-變送器允許的最小工作電壓)≥輸出電流×電流環路總電阻
當輸出電流I=20mA,即0.02A時,上式取等號,則:電流環路總電阻=(激勵電壓-變送器允許的最小工作電壓)÷0.03、將這個計算值記作r,即r=(激勵電壓-變送器允許的最小工作電壓)×50,單位Ω這個r,業界稱之為電流信號的負載電阻,也就是電流信號的最大帶載能力。
3.業界為什么要特意給出這個r的計算式呢?
那是由于:4~20mA電流信號能傳多遠,實質是實際電阻,與r比大小的問題。當環路實際總電阻>r時,就算傳輸距離為0,變送器也是沒辦法輸出20mA電流的;當環路實際總電阻=r時,變送器輸出20mA電流,傳輸距離只能為0米(超導除外);當環路實際總電阻<r時,變送器輸出20mA電流,才能在環路中有效傳輸若干米。①由于板卡采集電流用的取壓電阻為定值,故導線電阻大小,決定著傳輸距離的長短;②導線電阻越小,信號傳輸的距離越遠;③導線若是超導,電阻≈0,那電流傳到美國去也不是事,傳到火星去也沒問題。
綜上所述,電流環路的總電阻R,必須滿足R≤r,否則4~20mA信號,無法正常傳輸。
4.電流環路的總電阻R,由板卡設備上采集電流信號的取壓電阻R1,和導線電阻R2組成。
取壓電阻R1,多見250Ω、150Ω、100Ω、50Ω,而今流行100Ω~40Ω等小電阻取壓。導線電阻R2=電導率×導線總長度÷導線橫截面積=單位長度電阻×導線總長度=單位長度電阻×傳輸距離×2
編個小題算一算
4~20mA電流信號的理論傳輸距離L(單位千米),A采用2.5平方毫米雙絞線,每1000米的電阻=7.5Ω,用此導線傳輸信號A自研自造的SC322無零漂壓力變送器,最小允許激勵電壓=10VDC,DCS板卡上采集電流用的取壓電阻R1=100Ω,DCS板卡上的供電電壓=24VDC,電流信號的最大傳輸距離距離為多少?
計算如下:①先計算變送器的負載電阻r,r=(24-10)×50=700Ω②再寫出環路總電阻R的算式:
R=R1+R2=100+7.5×L×2=100+15L 單位Ω
③由于有R≤r,即(100+15L)≤700計算得:L≤40千米,即最大傳輸距離為40000米
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原文標題:基礎知識 | 兩線制4~20mA電流信號究竟能傳多遠?
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