Πόσο μακριά μπορεί να μεταδοθεί το σήμα 4-20 mA;

Πόσο μακριά μπορεί να μεταδοθεί ένα σήμα 4-20 mA;

Δεν είναι τόσο εύκολο να δοθεί απάντηση στην ερώτηση, εάν εάν αγνοηθούν άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν, μπορούμε να εκτιμήσουμε

για κανονική κατάσταση μπορεί να πάει περίπου 200-500μ. Ας μάθουμε μερικές βασικές πληροφορίες για τα 4-20 mA.

1. Τι είναι ένα σήμα 4-20 mA;

Το σήμα 4-20 mA είναι ένα τυπικό πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανίες. Είναι μια μέθοδος μετάδοσης δεδομένων αναλογικού σήματος σε βρόχο ρεύματος δύο καλωδίων, παρέχοντας έναν αξιόπιστο τρόπο επικοινωνίας μεταξύ συσκευών. Οι τιμές από 4-20 mA αντιπροσωπεύουν τυπικά το 0 έως το 100% ενός εύρους μέτρησης.

2. Πλεονεκτήματα σημάτων 4-20mA

Γιατί οι βιομηχανίες προτιμούν να χρησιμοποιούν σήματα 4-20 mA; Για ένα, είναι λιγότερο ευαίσθητα στο θόρυβο σε σύγκριση με τα σήματα τάσης. Αυτό επιτρέπει τη μετάδοση σε μεγαλύτερες αποστάσεις χωρίς να διακυβεύεται η ακεραιότητα του σήματος. Επιπλέον, το «ζωντανό μηδέν» στα 4mA επιτρέπει τον εντοπισμό σφαλμάτων.

3. Πώς μεταδίδεται ένα σήμα 4-20 mA;

Ένα σήμα 4-20 mA μεταδίδεται μέσω ενός βρόχου ρεύματος δύο συρμάτων όπου το ένα καλώδιο είναι η τάση τροφοδοσίας και το άλλο είναι μια διαδρομή επιστροφής στην πηγή. Το μεταβαλλόμενο ρεύμα εντός του βρόχου αντιπροσωπεύει τα δεδομένα σήματος.

4. Αλλά έχετε μερικούς παράγοντες που πρέπει να λάβετε υπόψη:

Στοιχείο παρεμβολής:

①Τάση διέγερσης;

②Ελάχιστη τάση λειτουργίας που επιτρέπεται από τον πομπό.

③Μέγεθος της αντίστασης λήψης τάσης που χρησιμοποιείται από τη συσκευή πλακέτας για τη συλλογή ρεύματος.

④Μέγεθος αντίστασης σύρματος.

Μπορεί εύκολα να υπολογίσει τη θεωρητική απόσταση μετάδοσης του σήματος ρεύματος 4-20mA.

Μέσα από αυτές τις τέσσερις σχετικές ποσότητες. Μεταξύ αυτών, το Uo είναι η τάση τροφοδοσίας του πομπού,

και πρέπει να διασφαλιστεί ότι Uo ≥ Umin σε πλήρες φορτίο (ρεύμα I=20mA). Δηλαδή: Use-I.(RL+2r)≥ Umin.

Συνήθως χρειάζεται να μετρήσει διάφορα μη ηλεκτρικά φυσικά μεγέθη όπως θερμοκρασία, πίεση,

ρυθμός, γωνία και ούτω καθεξής στη βιομηχανική. Όλα πρέπει να μετατραπούν σε αναλογικόηλεκτρικός

σήμα που μεταφέρεται σε μια συσκευή ελέγχου ή οθόνης μερικές εκατοντάδες μέτρα μακριά. Αυτή η συσκευή μετατρέπει

φυσική ποσότητα σε ένα ηλεκτρικό σήμα που ονομάζεται πομπός. Μετάδοση της αναλογικής ποσότητας από

Το ρεύμα 4-20 mA είναι η πιο κοινή μέθοδος στη βιομηχανία. Ένας λόγος για την υιοθέτηση του τρέχοντος σήματος

είναι ότι δεν είναι εύκολο να παρέμβει και η άπειρη εσωτερική αντίσταση της πηγής ρεύματος.

Η αντίσταση του σύρματος σε σειρά στον βρόχο δεν επηρεάζει την ακρίβεια και μπορεί να μεταδώσει εκατοντάδες

μέτρων στο συνηθισμένο συνεστραμμένο ζεύγος.

4-20mAαναφέρεται στο ελάχιστο ρεύμα ως 4mA και το μέγιστο ρεύμα είναι 20mA. Με βάση την απαίτηση αντιεκρηκτικής προστασίας,

ο περιορισμός είναι 20 mA. Η υπερβολική ενέργεια σπινθήρα μπορεί να αναφλέξει εύφλεκτο και εκρηκτικό αέριο, επομένως ένα ρεύμα 20 mA είναι το πλέον κατάλληλο.

Εντοπίστε σπασμένα καλώδια και η ελάχιστη τιμή είναι 4mA αντί 0mA. Όταν το καλώδιο μετάδοσης σπάσει λόγω βλάβης,

το ρεύμα βρόχου πέφτει στο 0. Συνήθως λαμβάνουμε 2mA ως τιμή συναγερμού αποσύνδεσης. Ένας άλλος λόγος είναι ότι το 4-20mA χρησιμοποιεί α

σύστημα δύο συρμάτων. Δηλαδή, τα δύο καλώδια είναι το σήμα και τα καλώδια τροφοδοσίας ταυτόχρονα, και 4 mA χρησιμοποιείται για την παροχή του στατικού ρεύματος λειτουργίας του κυκλώματος στον αισθητήρα.

Πόσο μακριά μπορεί να μεταδοθεί ένα σήμα 4-20 mA;

Στοιχείο παρεμβολής:
① Σχετίζεται με την τάση διέγερσης.

②Σχετικά με την ελάχιστη τάση λειτουργίας που επιτρέπεται από τον πομπό.

③Σχετίζεται με το μέγεθος της αντίστασης λήψης τάσης που χρησιμοποιείται από τη συσκευή πλακέτας για τη συλλογή ρεύματος.

④Σχετίζεται με το μέγεθος της αντίστασης του σύρματος.

Μπορεί εύκολα να υπολογίσει τη θεωρητική απόσταση μετάδοσης του σήματος ρεύματος 4-20mA.

Μέσα από αυτές τις τέσσερις σχετικές ποσότητες. Μεταξύ αυτών, το Uo είναι η τάση τροφοδοσίας του πομπού,

και πρέπει να διασφαλιστεί ότι το Uo≥Umin σε πλήρες φορτίο (ρεύμα I=20mA). Δηλαδή: Use-I.(RL+2r)≥Umin.

Σύμφωνα με αυτόν τον τύπο, η μεγάλη αντίσταση καλωδίου μπορεί να υπολογιστεί όταν ο πομπός βρίσκεται σε χαμηλή τάση λειτουργίας.

Υπόθεση：γνωστή：Ue=24V,I=20mA,RL=250Ω,Umin=12V. Βρείτε τη μέγιστη τιμή του r ως 175Ω:

Και στη συνέχεια, σύμφωνα με τον τύπο υπολογισμού της αντίστασης σύρματος:

Ανάμεσά τους:
ρ——Αντίσταση (αντίσταση χαλκού=0,017, ειδική αντίσταση αλουμινίου=0,029)
L——Το μήκος του καλωδίου (Μονάδα: M)
S——Γραμμή της διατομής (Μονάδα: Τετραγωνικό χιλιοστό)
Σημείωση: Η τιμή αντίστασης είναι ανάλογη του μήκους και αντιστρόφως ανάλογη με το εμβαδόν της διατομής.

Όσο μεγαλύτερο είναι το καλώδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση. όσο πιο παχύ είναι το σύρμα, τόσο μικρότερη είναι η αντίσταση.

Πάρτε για παράδειγμα το χάλκινο σύρμα, ρ= 0,017 Ω·mm2/m, δηλαδή: η αντίσταση ενός χάλκινου σύρματος

με εμβαδόν διατομής 1mm2 και μήκος 1m είναι 0,017Ω. Στη συνέχεια το μήκος του σύρματος του

175Ω που αντιστοιχεί σε 1mm2 είναι 175/0,017=10294 (m). Θεωρητικά μετάδοση σήματος 4-20mA

μπορεί να φτάσει δεκάδες χιλιάδες μέτρα (ανάλογα με παράγοντες όπως η διαφορετική διέγερση

τάσεις και τη χαμηλότερη τάση λειτουργίας του πομπού).

Η HENGKO έχει περισσότερα από 10 χρόνια προσαρμοσμένης εμπειρίας και επαγγελματικής εμπειρίας OEM/ODM

συνεργατική σχεδίαση/δυνατότητες υποβοηθούμενης σχεδίασης. Παρέχουμε έξοδο 4-20mA και RS485

αισθητήρας αερίου/συναγερμός/μονάδα/στοιχεία. Η θερμοκρασία και η υγρασία εξόδου 4-20mA και RS485

αισθητήρας/πομπός/ανιχνευτής είναι επίσης διαθέσιμοι. Το HENGKO είναι ειδικά σχεδιασμένο για πελάτες

πληρούν τις απαιτητικές απαιτήσεις μέτρησης των βιομηχανικών διεργασιών και του περιβαλλοντικού ελέγχου.

Γιατί χρησιμοποιούνται 4 έως 20ma για μετάδοση σήματος σε όργανα;

Μπορείτε να ελέγξετε το παρακάτω βίντεο για να μάθετε λεπτομέρειες.

Σύναψη

Το σήμα 4-20 mA είναι ένα βιομηχανικό πρότυπο για κάποιο λόγο. Η ικανότητά του να μεταδίδεται σε μεγάλες αποστάσεις χωρίς απώλεια ακρίβειας αποτελεί βασικό πλεονέκτημα. Αν και δεν υπάρχει οριστική απάντηση στο "πόσο μακριά", καθώς εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από παράγοντες όπως η αντίσταση του καλωδίου, ο θόρυβος του σήματος, η τροφοδοσία ρεύματος και η αντίσταση φορτίου, με τα κατάλληλα μέτρα, μπορεί να καλύψει αξιόπιστα σημαντικές αποστάσεις. Μέσω της πρακτικής εφαρμογής του σε βιομηχανίες και τεχνολογία αισθητήρων, βλέπουμε την αξία και τη σημασία των σημάτων 4-20mA στον διασυνδεδεμένο κόσμο μας.

Συχνές ερωτήσεις

1. Ποια είναι η σημασία του «ζωντανού μηδέν» στα 4mA σε ένα σήμα 4-20mA;

Το "ζωντανό μηδέν" στα 4mA επιτρέπει τον εντοπισμό σφαλμάτων. Εάν ένα σήμα πέσει κάτω από 4 mA, υποδηλώνει σφάλμα, όπως διακοπή του βρόχου ή αστοχία συσκευής.

2. Γιατί ένα σήμα 4-20 mA είναι λιγότερο επιρρεπές σε θόρυβο;

Τα σήματα ρεύματος επηρεάζονται λιγότερο από αλλαγές αντίστασης και ηλεκτρικό θόρυβο. Γι' αυτό προτιμώνται για μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις και σε ηλεκτρικά θορυβώδη περιβάλλοντα.

3. Τι ρόλο παίζει η αντίσταση φορτίου στη μετάδοση ενός σήματος 4-20mA;

Η αντίσταση φορτίου πρέπει να ταιριάζει με το τροφοδοτικό. Εάν η αντίσταση φορτίου είναι πολύ υψηλή, το τροφοδοτικό ενδέχεται να μην μπορεί να οδηγήσει το ρεύμα βρόχου, περιορίζοντας την απόσταση μετάδοσης.

4. Μπορεί ένα σήμα 4-20mA να μεταδοθεί ασύρματα;

Ναι, με τη χρήση πομπών και δεκτών ειδικά σχεδιασμένων για αυτόν τον σκοπό, μπορούν να μεταδοθούν ασύρματα σήματα 4-20 mA.

5. Είναι δυνατή η επέκταση της απόστασης μετάδοσης ενός σήματος 4-20 mA;

Ναι, με τη χρήση κατάλληλης καλωδίωσης, τη μείωση του θορύβου, την εξασφάλιση επαρκούς τροφοδοσίας και την εξισορρόπηση της αντίστασης φορτίου, η απόσταση μετάδοσης μπορεί να επεκταθεί.

Εάν σας ενδιαφέρει το δυναμικό των σημάτων 4-20mA και επιθυμείτε να εφαρμόσετε ή να βελτιστοποιήσετε τέτοια συστήματα στον κλάδο σας,

μη διστάσετε να κάνετε το επόμενο βήμα. Για περισσότερες πληροφορίες, υποστήριξη ή συμβουλές, απευθυνθείτε στους ειδικούς.

Επικοινωνήστε με τη HENGKO τώρα στοka@hengko.comκαι ας πετύχουμε μαζί βέλτιστες αποστάσεις μετάδοσης.