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為什么標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是4-20mA

2018-12-12 閱讀(660)

概述

4-20mA.DC(1-5V.DC)信號(hào)制是電工委員會(huì)(IEC)過程控制系統(tǒng)用模擬信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)從DDZ-Ⅲ型電動(dòng)儀表開始采用這一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制,儀表傳輸信號(hào)采用4-20mA.DC,聯(lián)絡(luò)信號(hào)采用1-5V.DC,即采用電流傳輸、電壓接收的信號(hào)系統(tǒng)。那么為什么標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)要定為4-20mA呢?  

一.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(chǎng)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(zhǎng)短而改變,從而保證了傳送的精度。

二.信號(hào)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,20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯,非常安全;綜合考慮生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)儀表之間的連接距離,所帶負(fù)載等因素;還有就是功耗及成本問題,對(duì)電子元件的要求,,供電功率的要求等因素。

三.信號(hào)起點(diǎn)電流選擇4mA的原因

4-20mA變送器兩線制的居多,兩線制即電源、負(fù)載串聯(lián)在一起,有一公共點(diǎn),而現(xiàn)場(chǎng)變送器與控制室儀表之間的信號(hào)聯(lián)絡(luò)及供電僅用兩根電線。為什么起點(diǎn)信號(hào)不是0mA?這是基于兩點(diǎn):

    1.變送器電路沒有靜態(tài)工作電流將無(wú)法工作,信號(hào)起點(diǎn)電流4mA.DC就是變送器的靜態(tài)工作電流。

   2.同時(shí)儀表電氣零點(diǎn)為4mA.DC,不與機(jī)械零點(diǎn)重合,這種“活零點(diǎn)”有利于識(shí)別斷電和斷線等故障。信號(hào)發(fā)生器能夠輸出和測(cè)量4-20mA信號(hào)

四.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(cè)量不。一般4-20mA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(duì)于現(xiàn)場(chǎng)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(wú)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(chǎng),對(duì)精度要求較高的場(chǎng)合電壓信號(hào)會(huì)有誤差,電流信號(hào)不會(huì)有。

PS:文章來(lái)源電力講壇,如感興趣可加“電力講壇”

 



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