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Products為什么變送器和傳感器偏愛(ài)4~20mA作傳送信號
更新時(shí)間：2020-11-11 點(diǎn)擊次數：2306次
現場(chǎng)儀表可實(shí)現兩線(xiàn)制，所謂兩線(xiàn)制即電源、負載串聯(lián)在一起，有一公共點(diǎn)，而現場(chǎng)變送器與控制室儀表之前的信號聯(lián)絡(luò )及供電僅用兩根電線(xiàn)。因為信號起點(diǎn)電流為4mA.DC，為變送器提供了靜態(tài)工作電流，同時(shí)儀表電氣零點(diǎn)為4mA.DC，不與機械零點(diǎn)重合，這種“活零點(diǎn)”有利于識別斷電和斷線(xiàn)等故障。而且兩線(xiàn)制還便于使用安全柵，利于安全防爆。
控制室儀表采用電壓并聯(lián)信號傳輸，同一個(gè)控制系統所屬的儀表之間有公共端，便于檢測儀表、調節儀表、計算機、報警裝置配用，并方便接線(xiàn)。
現場(chǎng)儀表與控制室儀表之間的聯(lián)絡(luò )信號采用4~20mA.DC的理由是：因為現場(chǎng)與控制室之間的距離較遠，連接電線(xiàn)的電阻較大，如果用電壓信號遠傳，優(yōu)于電線(xiàn)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(huì )隨電線(xiàn)長(cháng)短而改變，從而保證了傳送的精度。
控制室儀表之間的聯(lián)絡(luò )信號采用1~5V.DC理由是：為了便于多臺儀表共同接收同一個(gè)信號，并有利于接線(xiàn)和構成各種復雜的控制系統。如果用電流源作聯(lián)絡(luò )信號，當多臺儀表共同接收同一個(gè)信號時(shí)，它們的輸入電阻必須串聯(lián)起來(lái)，這會(huì )使大負載電阻超過(guò)變送儀表的負載能力，而且各接收儀表的信號負端電位各不相同，會(huì )引入干擾，而且不能做到單一集中供電。
采用電壓源信號聯(lián)絡(luò )，與現場(chǎng)儀表的聯(lián)絡(luò )用的電流信號必須轉換為電壓信號，簡(jiǎn)單的辦法就是：在電流傳送回路中串聯(lián)一個(gè)250Ω的標準電阻，把4~20mA.DC轉換為1~5V.DC，通常由配電器來(lái)完成這一任務(wù)。
為什么變送器選擇4~20mA.DC作傳送信號？
1、首先是從現場(chǎng)應用的安全考慮
安全重點(diǎn)是以防爆安全火花型儀表來(lái)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(tài)和動(dòng)態(tài)功耗降低到低限度。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(xiàn)的分布電容及電感，如2mm2 的導線(xiàn)其分布電容為0.05μ/km左右；對于單線(xiàn)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。
2、傳送信號用電流源優(yōu)于電壓源
因為現場(chǎng)與控制室之間的距離較遠，連接電線(xiàn)的電阻較大時(shí)，如果用電壓源信號遠傳，由于電線(xiàn)電阻與接收儀表輸入電阻的分壓，將產(chǎn)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(huì )隨電線(xiàn)長(cháng)短而改變，從而保證了傳送的精度。
3、信號大電流選擇20mA的原因
大電流20mA的選擇是基于安全、實(shí)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(chǎn)現場(chǎng)儀表之間的連接距離，所帶負載等因素；還有功耗及成本問(wèn)題，對電子元件的要求，供電功率的要求等因素。
4、信號起點(diǎn)電流選擇4mA的原因
輸出為4~20mA的變送器以?xún)删€(xiàn)制的居多，兩線(xiàn)制即電源、負載串聯(lián)在一起，有一公共點(diǎn)，而現場(chǎng)變送器與控制室儀表之間的信號聯(lián)絡(luò )及供電僅用兩根電線(xiàn)。為什么起點(diǎn)信號不是0mA？這是基于兩點(diǎn)：一是變送器電路沒(méi)有靜態(tài)工作電流將無(wú)法工作，信號起點(diǎn)電流4mA.DC，不與機械零點(diǎn)重合，這種“活零點(diǎn)”有利于識別斷電和斷線(xiàn)等故障。
