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3分钟带你了解为什么标准信号是4-20mA?

 发布时间:2021-06-11 点击量:59

在工业生产控制过程中,特别是在连续型的生产过程中,经常会要求对一些物理量如温度、压力、流量等进行控制。这些物理量它们都是随时间而连续变化的。在控制领域把这些随时间连续变化的物理量叫模拟量。 

4-20mA常用的模拟量电流信号,是标准信号指电流的阈值为4mA-20mA 。传输信号时候,因为导线上也有电阻,如果用电压传输则会在导线内产生一定的压降,那接收端的信号就会产生一定的误差了,所以一般使用电流信号作为传感器的标准传输。

由于电流信号抗干扰能力强、不容易受外界因素干扰、可以远传,所以在工业传感器上应用比较多。为了适应工控行业的不同情况,4-20mA电流传感器一般具有四线、三线制和两线等。

远传信号用电流源优于电压源的原因

因为现场与控制室之间的距离较远,连接电线的电阻较大时,如果用电压源信号远传,由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压,将产生较大的误差,而用恒电流源信号作为远传,只要传送回路不出现分支,回路中的电流就不会随电线长短而改变,从而保证了传送的精度。

采集信号电流选择20mA的原因

安全火花仪表只能采用低电压、低电流,20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯,非常安全;这个选择是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。

4-20mA的起点为什么不是0mA

传感器在接线的时候可能会因为一些原因导致接触不良或者是断线,断线后接收设备采集不到电流信号,那么就导致真实的0mA和断线混淆在了一起,无法判断,如果把起点设置为4mA就很容易判断掉线的情况了。同时,设置到4 mA对两线制的信号传输也是有很多好处的。

电流信号(4~20mA信号)的优点

1、电流信号适合远距离传输,因为电流信号不受导线电阻的影响,而电压信号在导线本身具有电阻的情况下会分压,导致测量不精准。一般4~20mA传送距离控制在100m以内,再远则建议使用数字信号(485通讯)

2、电流信号一般采用两线制,电压信号一般采用三线制,相比之下,两线制比三线制节省材料,降低成本。

3、相对于现场工况比较复杂的,电流信号抗干扰的能力相比电压信号更强。在有干扰的工况下,建议用户选择4~20mA信号。

4、电流信号可以适当超出量程的范围,输出不精准信号,如量程为1MPa,输出4~20mA的压力变送器,在超量程时可以输出24mA。

而电压信号,则要根据供电不同而有些许不同。如量程为1MPa,输出0~10V的压力变送器,当供电为9V时,则无法输出9V以上信号。

5、当导线材质不一样的时候(如铜,镍),一般会产生磁场,对精度要求较高的场合电压信号会有误差,电流信号不会有。

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