4-20mA.DC(1-5V.DC)信號(hào)制是國(guó)際電工委員會(huì)(IEC):過(guò)程控制系統(tǒng)(是連接儀表、變送設(shè)備、控制設(shè)備、計(jì)算機(jī)采樣設(shè)備)用模擬信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)從DDZ-Ⅲ型電動(dòng)儀表開(kāi)始采用這一國(guó)際標(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)。
為什么標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)要定為4-20mA呢?
★遠(yuǎn)傳信號(hào)用電流源優(yōu)于電壓源
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。
★信號(hào)最大電流選擇20mA的好處
最大電流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(wèn)題,對(duì)電子元件的要求,,供電功率的要求等因素。
★信號(hào)起點(diǎn)電流為什么是4mA?
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(méi)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。
總結(jié):電流信號(hào)(4-20mA信號(hào))的優(yōu)點(diǎn)
a、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)量不精準(zhǔn)。一般4-20mA最遠(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)(比如RS485通訊等)。
b、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。
c、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)。
恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng),采用電流信號(hào)的溫濕度傳感器,有利于溫濕度精度的控制,受外界因素的干擾和影響比較小。而且4-20mA電流信號(hào)也是工控產(chǎn)品的主流輸出信號(hào)。
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