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解密壓力變送器為何都要選擇4~20mA.DC來作為傳送信號?

作者:  發布于: 2021-04-06  點擊:225

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解密壓力變送器為何都要選擇4~20mA.DC來作為傳送信號?


      在我們進行變送器的選型時,我們在信號輸出時往往會選擇4-20mA.DC。這究竟是為啥呢?其實簡單講采用4~20mA.DC電流信號的主要原因是不容易受干擾。眾所周知,工業現場的噪聲電壓的幅度可能達到數V,但是噪聲的功率卻很弱,所以噪聲電流通常小于nA級別,因此給4-20mA傳輸帶來的誤差非常??;電流源內阻趨于無窮大,導線電阻串聯在回路中不影響精度,因此在普通雙絞線上可以傳輸數百米;由于電流源的大內阻和恒流輸出,在接收端我們只需放置一個250歐姆到地的電阻就可以獲得0-5V的電壓,低輸入阻抗的接收器的好處是nA級的輸入電流噪聲只產生非常微弱的電壓噪聲。當然以上的說法比較抽象點,接下來就讓西安弘力遠帆的技術小編詳細解密下密壓力變送器為何都要選擇4~20mA.DC來作為傳送信號吧。
  首先,是從現場應用的安全考慮
  安全重點是以防爆安全火花型儀表來考慮的,并以控制儀表能量為前提,把維持儀表正常工作的靜態和動態功耗降低到最低限度。輸出4~20mA.DC標準信號的變送器,其電源電壓通常采用24V.DC,采用直流電壓的主要原因是可以不用大容量的電容器及電感器,就只需考慮變送器與控制室儀表連接導線的分布電容及電感,如2mm2的導線其分布電容為0.05μ/km左右;對于單線的電感為0.4mH/km左右;大大低于引爆氫氣的數值,顯然這對防爆是非常有利的。
  其次、傳送信號用電流源優于電壓源
  因為現場與控制室之間的距離較遠,連接電線的電阻較大時,如果用電壓源信號遠傳,由于電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓,將產生較大的誤差,如果用電流源信號作為遠傳,只要傳送回路不出現分支,回路中的電流就不會隨電線長短而改變,從而保證了傳送的精度。
  其三、信號最大電流選擇20mA的原因
  最大電流20mA的選擇是基于安全、實用、功耗、成本的考慮。安全火花儀表只能采用低電壓、低電流,4~20mA電流和24V.DC對易燃氫氣也是安全的,對于24V.DC氫氣的引爆電流為200mA,遠在20mA以上,此外還要綜合考慮生產現場儀表之間的連接距離,所帶負載等因素;還有功耗及成本問題,對電子元件的要求,供電功率的要求等因素。
  最后一點、信號起點電流選擇4mA的原因

  輸出為4~20mA的變送器以兩線制的居多,兩線制即電源、負載串聯在一起,有一公共點,而現場變送器與控制室儀表之間的信號聯絡及供電僅用兩根電線。為什么起點信號不是0mA?這是基于兩點:一是變送器電路沒有靜態工作電流將無法工作,信號起點電流4mA.DC,不與機械零點重合,這種“活零點”有利于識別斷電和斷線等故障。


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1、羅斯蒙特變送器3051產品系列(Rosemount)
2、日本橫河EJA壓力變送器-E系列

3、德國E+H公司生產的Cerabar S變送器

4、德國西門子公司的SITRANS P DSIII變送器

5、美國霍尼威爾公司的ST3000變送器

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