電氣工程師基礎知識,爲何工業一般選擇4-20ma模擬量傳感器?

喊wo臭小貓

根據題意可知,工業自動化儀表使用目前為止基本上都以是模擬量4-20mA直流電信號,其負載電阻可選用250-750Ω。也是我國的國家標準,其實在國家標準還有0-10mA直流電信號,它的負載可選用0-1500或0-3000Ω,但是相比4-20mA的直流電信號它稍微處於弱勢,而在4-20mA直流電信號上卻把活零真正用活了。



4-20mA直流電信號在儀表上應用的優勢

1、儀表下限不是0而是4mA,不與機械零點重合,而4mA點稱作為活零。它的好處便於故障的判斷,如斷線或者斷電等故障,避免引起維護人員的誤解或誤操作。


2、採用4-20mA電信號由於是下限屬於活零,為兩線制變送器的製造創造條件,由於晶體管特性曲線的起點是非線性,但採用活零卻能完美避開。

3、在運算處理活零方面,如果是人還要先處理零點信號值,然後再處理活零信號,顯然不方便。但是對於儀表,只要應用運算放大器和微處理器技術,就不是事,採用活零信號問題也就不存在了。

4、信號上限的抉擇,太低容易受到微弱信號干擾,同時對接受儀表的靈敏度要求較高,那麼就給儀表的輸入和放大電路設計設計難題。信號上限太高,那麼在輸出電子電路和器件的選擇帶來不便且容易使導線和元器件發熱,因此在防爆方面加大難度。

最後一個問題就是細心的應該會發現,標準電流信號的上下限比是五比一,標準電壓信號的上下限之比也是5:1,氣動信號也是如此。既然電流信號、電壓信號、氣動信號都有一一對應關係,便於它們之間互相換算,因此各個儀表之間的兼容性和通用性更加靈活。


工業自動化小白

你好,本人在電氣行業呆了幾年了,根據自己的使用經驗分析一下,工業環境中普遍需要測量的各類非電物理量,例如溫度、壓力、速度、角度等,如果對其進行控制或顯示的話,都需要轉換成為模擬量電信號才可以傳輸到控制設備或者顯示設備上。這種把物理量轉換為電信號的設備就叫做變送器。那麼工業上最廣泛用的就是4~20mA電流來傳輸模擬量。

採用電流信號的原因是電流信號不容易受干擾,導線的電阻串聯在合理長度的迴路中不影響傳輸信號的精度。上限是取20mA也是出於安全角度的考慮:據研究20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限沒有取0mA的原因是為了可以檢測信號線有沒有正常連接:正常工作的時候電流不會低於4mA,在信號線因為故障斷路,環路電流降成0。

另外 ,把物理量轉換成4~20mA電流輸出還需要變送器,這需要有外電源為其供電。那麼4-20mA的電流本身就可以為變送器供電,變送器在電路中相當於一個負載,現場傳感器只需要串在電路中就可以了,節省了信號線的使用,在保證使用要求的情況下,節省了成本!



Ice灬1

模擬量工業標準是0-10V電壓信號和4-20MA電流信號。

電壓信號傳輸距離很遠,不會出現衰減,但容易被電磁干擾。電壓信號最小值是0V,出現中間斷線無法分辨。

電流信號抗干擾能力很強,但傳輸遠距離會丫出現衰減。電流信號最小值是4MA,若牛間斷線就是0MA,很容易判斷。

因此,大部工業傳感器來用4-20MA模擬量電流信號。


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