4~20mA是指最小電流為4mA,最大電流為20mA ,,上限取20mA是因?yàn)榉辣囊螅?0mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯等氣體,對于氣體傳感器來說是非常重要的,,因?yàn)榛鸹芰刻罂赡軙c(diǎn)燃易燃易爆氣體,,產(chǎn)生的后果難以想象。
下限沒有取0mA的原因是為了能檢測斷線:正常工作時不會低于4mA,,當(dāng)傳輸線因故障斷路,,環(huán)路電流降為0。常取2mA作為斷線報(bào)警值。另一個原因是在4-20mA使用的是兩線制,,即兩根線即是信號線,,同時也是電源線,而4mA是為了給傳感器提供電路的靜態(tài)工作電流用,。
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與變送器允許的最小工作電壓有關(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,。其中,Uo是變送器的供電電壓,,必須在滿載時(電流I=20mA)保證Uo≥Umin,。即:Ue-I.(RL+2r)≥Umin
根據(jù)這個公式,可以計(jì)算出在變送器處于低工作電壓時,,大的導(dǎo)線電阻,。假設(shè):已知:Ue=24V,I=20mA,,RL=250Ω,,Umin=12V。求出r的大值為175Ω:
再根據(jù)導(dǎo)線電阻的計(jì)算公式:
其中:
ρ——電阻率(銅電阻率=0.017,,鋁電阻率=0.029)
L——線的長度(單位:米)
S——線的截面(單位:平方毫米)
注:電阻值與長度成正比,,與截面積成反比。導(dǎo)線越長,,電阻越大,, 導(dǎo)線越粗,電阻越小,。
以銅線為例,,ρ= 0.017 Ω·mm2/m,即:橫截面積1mm2,,長度1m的銅線電阻為0.017Ω,。那么175Ω對應(yīng)1mm2的導(dǎo)線長度為175/0.017=10294(米)。因此,,理論上4-20mA信號傳輸可達(dá)上萬米(根據(jù)不同激勵電壓和變送器的*低工作電壓等因素而定),。
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