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兩線制4~20mA電流信號能傳多遠(yuǎn)

來源:多欽儀表(上海)有限公司   2016年05月26日 07:40  

前言:兩線制4~20mA電流信號能傳多遠(yuǎn),今天小編來給大家科普一下:         
1、兩線制4~20mA變送器的電流信號究竟能傳多遠(yuǎn)呢?
 干擾因素:
  ①、與激勵電壓高低有關(guān),
  ②、與變送器允許的zui小工作電壓有關(guān),
  ③、與板卡設(shè)備采集電流用的取壓電阻大小有關(guān),
  ④、與導(dǎo)線電阻的大小有關(guān)
通過這四項(xiàng)有關(guān)量,可以計(jì)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zui小工作電壓)≥ 輸出電流×電流環(huán)路總電阻 
     當(dāng)輸出電流I=20mA,即0.02A時(shí),上式取等號,則:
     電流環(huán)路總電阻=(激勵電壓-變送器允許的zui小工作電壓)÷0.03、將這個(gè)計(jì)算值記作r,
     即r=(激勵電壓-變送器允許的zui小工作電壓)×50 , 單位Ω
     這個(gè)r,業(yè)界稱之為電流信號的負(fù)載電阻,也就是電流信號的zui大帶載能力

4、業(yè)界為啥要特意給出這個(gè)r的計(jì)算式呢?
     那是由于:4~20mA電流信號能傳多遠(yuǎn),實(shí)質(zhì)是實(shí)際電阻,與r比大小的問題,
     當(dāng)環(huán)路實(shí)際總電阻>r時(shí),就算傳輸距離為0,變送器也是沒辦法輸出20mA電流的,
     當(dāng)環(huán)路實(shí)際總電阻=r時(shí),變送器輸出20mA電流,傳輸距離只能為0米,(超導(dǎo)除外)
     當(dāng)環(huán)路實(shí)際總電阻<r時(shí),變送器輸出20mA電流,才能在環(huán)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(dǎo)線電阻大小,決定著傳輸距離的長短
  ②、導(dǎo)線電阻越小,信號傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)
  ③、導(dǎo)線若是超導(dǎo),電阻≈0,那電流傳到美國去也不是事,傳到火星去也木問題 , 

  綜上:電流環(huán)路的總電阻R,必須滿足R≤r ,否則4~20mA信號,無法正常傳輸    
    
5、電流環(huán)路的總電阻R,由板卡設(shè)備上,采集電流信號的取壓電阻R1,和導(dǎo)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(dǎo)線電阻R2=電導(dǎo)率×導(dǎo)線總長度÷導(dǎo)線橫截面積=單位長度電阻×導(dǎo)線總長度
                     =單位長度電阻×傳輸距離×2
     
6、編個(gè)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(dǎo)線傳輸信號A自研自造的SC322無零漂壓力變送器 ,zui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
 計(jì)算如下:     
 ①、先計(jì)算變送器的負(fù)載電阻r,r=(24-10)×50=700 Ω
 ②、再寫出環(huán)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(jì)算得:L ≤ 40千米,即zui大傳輸距離為40000米

 

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