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为什么使用4-20 mA电流信号代替电压信号?

发表时间:2021-08-15 次数:302 作者:FCS Gordon FCS流体控制解决方案


摘自instrumentationtools,作者Satyadeo Vyas,Gordon翻译

电压信号

电信号可以两种不同的方式传输。
电流信号和电压信号。
电压信号在长距离传输时会导致导线中的电压降。

在发送端和接收端之间可能存在较大的电压差。这会导致测量误差,因为我们的过程变量读数以电压形式出现。

因此,由于测量中的更多误差,通常不使用电压信号。

电流信号

另一方面,电流信号不受环路导线中压降的影响。电流信号传输的测量精度远远优于电压传输信号。

用于自动化目的的变送器可以输出0-20mA或4-20 mA信号。

4-20 mA信号优于0-20 mA信号,因为使用4-20 mA信号可以很容易地检测到断线。

如果在4-20 mA变送器中观察到的电流为零,则变送器将输出错误信号。

电流信号可以无错误地传输到1000米的距离。

为什么需要4-20 mA电流信号?

变送器通常采用24伏电源进行环路供电。具有这种布置的变送器称为2线变送器。

通过将串联的安培表与24伏电源相连,可以测量过程信号。

电流信号的响应比电压信号的响应更线性,因此,电流信号比电压信号更可取。

希望必须在控制系统端准确地再现在发射机端所产生的信号,以便双方读取并显示相同的值。

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该信号不应受外部电磁干扰或静电干扰。如果这些外部信号叠加在测量信号上,可能会导致测量中的重大误差。

电流信号和电压信号的抗扰度取决于信号源的阻抗。与电压源相比,电流信号为传感器/变送器提供了低阻抗,因此电流信号具有更好的抗干扰性。

由于功率较低,因此4-20 mA电流信号对于危险区域是安全的,并且没有电击或火灾的危险。

4-20 mA信号通过连接到发射器电路的250欧姆电阻馈入。

电阻器将电流信号转换为电压信号,然后通过位于PLC或DCS系统机柜的模拟输入模块中的模数转换器将其转换为数字信号。