Колко далеч може да се предава сигнал от 4-20mA?

Колко далеч може да бъде предаден сигнал от 4-20mA?

Не е толкова лесно да се даде отговор на този въпрос, ако ако се пренебрегнат другите влияещи фактори, можем да преценим

при нормално състояние може да измине около 200-500 м. Нека научим малко основна информация за 4-20mA.

1. Какво е 4-20mA сигнал?

Сигналът 4-20mA е стандартен протокол, използван в много индустрии. Това е метод за предаване на аналогови сигнални данни в двупроводна токова верига, осигуряващ надежден начин за комуникация между устройства. Стойностите от 4-20mA обикновено представляват 0 до 100% от диапазона на измерване.

2. Предимства на 4-20mA сигнали

Защо индустриите предпочитат да използват 4-20mA сигнали? От една страна, те са по-малко податливи на шум в сравнение със сигналите за напрежение. Това позволява предаване на по-големи разстояния, без да се нарушава целостта на сигнала. Освен това, "живата нула" при 4mA позволява откриване на повреда.

3. Как се предава сигнал 4-20mA?

Сигнал от 4-20 mA се предава през двупроводна токова верига, където едната жица е захранващото напрежение, а другата е обратен път към източника. Променливият ток в контура представлява данните за сигнала.

4. Но има някои фактори, които трябва да имате предвид:

Намесен елемент:

①Възбуждащо напрежение;

②Минимално работно напрежение, разрешено от трансмитера；

③Размер на резистора за поемане на напрежение, използван от устройството на платката за събиране на ток;

④Размер на съпротивлението на проводника.

Той може лесно да изчисли теоретичното разстояние за предаване на 4-20mA токов сигнал.

Чрез тези четири свързани величини. Сред тях Uo е захранващото напрежение на предавателя,

и трябва да се гарантира, че Uo ≥ Umin при пълно натоварване (ток I=20mA). А именно: Използвайте-I.(RL+2r)≥ Umin.

Обикновено трябва да измерва различни неелектрически физически величини като температура, налягане,

скорост, ъгъл и така нататък в промишлеността. Всички те трябва да бъдат преобразувани в аналогелектрически

сигнал, който се прехвърля към контролно или дисплейно устройство на няколко стотин метра. Това устройство преобразува

физическа величина в електрически сигнал, наречен предавател. Предаване на аналоговата величина чрез

4-20 mA ток е най-разпространеният метод в промишлеността. Една от причините за приемане на настоящия сигнал

е, че не е лесно да се намеси и безкрайното вътрешно съпротивление на източника на ток.

Съпротивлението на проводника в серията в контура не влияе на точността и може да предава стотици

метри на обикновената усукана двойка.

4-20mAнарича минималния ток 4 mA, а максималния ток е 20 mA. Въз основа на изискването за взривобезопасност,

ограничението е 20mA. Твърде много енергия на искра може да възпламени запалим и експлозивен газ, така че ток от 20 mA е най-подходящ.

Открива прекъснати проводници и минималната стойност е 4 mA, а не 0 mA. Когато предавателният кабел е скъсан поради повреда,

токът на веригата пада до 0. Обикновено приемаме 2 mA като стойност на аларма при прекъсване на връзката. Друга причина е, че 4-20mA използва a

двупроводна система. Тоест, двата проводника са сигналните и захранващите проводници едновременно, а 4 mA се използват за осигуряване на статичния работен ток на веригата към сензора.

Колко далеч може да бъде предаден сигнал от 4-20mA?

Намесен елемент:
①Свързано с напрежението на възбуждане;

②Свързано с минималното работно напрежение, разрешено от предавателя；

③Свързано с размера на резистора за поемане на напрежение, използван от устройството на платката за събиране на ток；

④Свързано с размера на съпротивлението на проводника.

Той може лесно да изчисли теоретичното разстояние за предаване на 4-20mA токов сигнал.

Чрез тези четири свързани величини. Сред тях Uo е захранващото напрежение на предавателя,

и трябва да се гарантира, че Uo≥Umin при пълно натоварване (ток I=20mA). А именно: Използвайте-I.(RL+2r)≥Umin.

Съгласно тази формула голямото съпротивление на проводника може да се изчисли, когато трансмитерът е при ниско работно напрежение.

Хипотеза：известна：Ue=24V，I=20mA，RL=250Ω，Umin=12V。Намерете максималната стойност на r като 175Ω：

И след това, според формулата за изчисляване на съпротивлението на проводника:

Сред тях:
ρ——съпротивление (бронзово съпротивление=0,017, алуминиево съпротивление=0,029)
L——Дължината на кабела (Единица: M)
S——Линия на напречното сечение (Единица: квадратен милиметър)
Забележка: Стойността на съпротивлението е пропорционална на дължината и обратно пропорционална на площта на напречното сечение.

Колкото по-дълъг е проводникът, толкова по-голямо е съпротивлението; колкото по-дебел е жицата, толкова по-ниско е съпротивлението.

Вземете за пример меден проводник, ρ= 0,017 Ω·mm2/m, тоест: съпротивлението на меден проводник

с площ на напречното сечение 1 mm2 и дължина 1 m е 0,017Ω. След това дължината на жицата на

175Ω, съответстващи на 1 mm2, е 175/0,017=10294 (m). На теория предаване на сигнал 4-20mA

може да достигне десетки хиляди метри (в зависимост от фактори като различно възбуждане

напрежения и най-ниското работно напрежение на предавателя).

HENGKO има повече от 10 години OEM/ODM персонализиран опит и професионализъм

възможности за съвместно проектиране/подпомогнато проектиране. Предоставяме 4-20mA и RS485 изход

газов сензор/аларма/модул/елементи. 4-20mA и RS485 изходна температура и влажност

сензор/предавател/сонда също са налични.HENGKO е специално проектиран за клиентите

отговарят на взискателните изисквания за измерване на промишлени процеси и контрол на околната среда.

Защо 4 до 20 ma се използва за предаване на сигнал в инструментариума?

Можете да проверите следното видео, за да научите подробности.

Заключение

Сигналът 4-20mA е индустриален стандарт с причина. Способността му да се предава на големи разстояния без загуба на точност е ключово предимство. Въпреки че няма окончателен отговор на въпроса „колко далеч“, тъй като до голяма степен зависи от фактори като съпротивление на проводника, шум на сигнала, захранване и съпротивление на натоварване, с правилните мерки на място, той може надеждно да покрие значителни разстояния. Чрез практическото му приложение в индустриите и сензорната технология, ние виждаме стойността и важността на сигналите 4-20mA в нашия взаимосвързан свят.

Често задавани въпроси

1. Какво е значението на "живата нула" при 4mA в сигнал 4-20mA?

„Живата нула“ при 4 mA позволява откриване на повреда. Ако сигналът падне под 4 mA, това показва повреда, като прекъсване на веригата или повреда на устройството.

2. Защо сигнал 4-20mA е по-малко податлив на шум?

Токовите сигнали са по-малко засегнати от промени в съпротивлението и електрически шум. Ето защо те са предпочитани за предаване на дълги разстояния и в среди с електрически шум.

3. Каква роля играе съпротивлението на натоварване при предаването на сигнал 4-20mA?

Съпротивлението на натоварване трябва да съответства на захранването. Ако съпротивлението на натоварване е твърде високо, захранването може да не е в състояние да управлява тока на веригата, ограничавайки разстоянието на предаване.

4. Може ли сигнал 4-20mA да се предава безжично?

Да, с използването на предаватели и приемници, специално проектирани за тази цел, сигналите от 4-20 mA могат да се предават безжично.

5. Възможно ли е да се удължи разстоянието на предаване на сигнал 4-20mA?

Да, чрез използване на правилно окабеляване, намаляване на шума, осигуряване на достатъчно захранване и балансиране на съпротивлението на натоварване, разстоянието на предаване може да бъде удължено.

Ако сте заинтригувани от потенциала на 4-20 mA сигнали и искате да внедрите или оптимизирате такива системи във вашата индустрия,

не се колебайте да направите следващата стъпка. За повече информация, подкрепа или консултация се свържете с експертите.

Свържете се с HENGKO сега наka@hengko.comи нека заедно постигнем оптимални разстояния на предаване.