发表时间：2021-08-15 次数：428 作者：FCS Gordon FCS流体控制解决方案
摘自chemicalengineeringworld, Gordon翻译
电气转换器的工作：传感器是一种用于将一种形式的能量转换为另一种形式的设备。在控制系统中使用时，它用于将一种形式的信号转换为另一种形式的信号。电气转换器将模拟信号转换为气动信号。其功能是将控制器的模拟量输出转换为比例气动值，以控制系统中的执行器。执行器是最终控制元件。
通常，流到压力传感器的电流输入信号在4-20mA范围内，比例气动输出值在3-15psi范围内。
流向压力传感器的电流基于电磁力平衡原理。系统中有一个线圈,当电流信号从控制器流向线圈时，在线圈和挡板之间会产生作用力。
电气转换器的主要元素是线圈，挡板和喷嘴。挡板的一端枢转，另一端自由，因此上下移动具有一定程度的灵活性，并且磁性材料连接到挡板的自由端。线圈存在于系统中以充当电磁体。当电流从控制器输入到系统中时，再经过线圈时，就会产生磁场。电磁体倾向于吸引附着在挡板自由端的磁性材料。这会导致挡板向下朝线圈移动。流过线圈的电流越强，线圈与磁性材料之间的吸引力就会越强。
挡板附近有一个喷嘴。喷嘴和挡板之间有一些间隙。空气流过喷嘴。维持约20psi的标准供应作为供应压力。如果喷嘴被盖住，并且不允许空气通过，那么所有20psi的压力都将从喷嘴的另一端输出。如果喷嘴未完全覆盖，则从喷嘴另一端输出的压力将小于20psi。
喷嘴和挡板之间的间隙大小取决于流过线圈的电流量。如果有大电流流过线圈，则线圈和磁性材料之间会产生强烈的吸引力，因此挡板将被向下拉，并且当挡板向下移动时，喷嘴和挡板之间的间隙会减小。较小的间隙意味着较少的空气将通过喷嘴端，因此，大部分供应压力的空气将从与喷嘴相反的一端移出。如果弱电流通过线圈，则喷嘴和挡板之间的间隙会增加，并且会有更多的空气通过喷嘴端。
该系统的设置方式是：如果4mA电流流经线圈，则与喷嘴相反的一端的压力为3psi。如果20 mA电流流经线圈，则与喷嘴相反的一端的压力为15psi。它们遵循比例线性关系，因此所有中间压力值等于电流值的0.75倍。因此，如果电流值为6mA，则压力值为0.75*6=4.5psi。
为什么4-20mA是主要的行业标准？
4-20mA电流环路非常适合远距离传输信号。与类似的系统相比，它们使用的配线更少，并且连接，配置和故障排除非常简单。另一个重要原因是低电流意味着运行安全。这在周围有蒸气或灰尘的区域附近特别有用，因为低功耗意味着不会达到蒸气或灰尘可能燃烧的危险情况。
