Até que ponto um sinal de 4-20mA pode ser transmitido?
Isso não é tão fácil de responder à pergunta, se Se outros fatores que influenciam todos os outros fatores forem ignorados, podemos estimar
para condições normais, pode ir cerca de 200-500m.Vamos conhecer algumas informações básicas sobre 4-20mA.
1. O que é um sinal 4-20mA?
O sinal 4-20mA é um protocolo padrão usado em muitas indústrias.É um método de transmissão de dados de sinais analógicos em um circuito de corrente de dois fios, proporcionando uma maneira confiável de comunicação entre dispositivos.Os valores de 4 a 20 mA normalmente representam de 0 a 100% de uma faixa de medição.
2. Benefícios dos sinais 4-20mA
Por que as indústrias preferem usar sinais de 4 a 20 mA?Por um lado, eles são menos suscetíveis a ruídos em comparação com sinais de tensão.Isso permite a transmissão em distâncias mais longas sem comprometer a integridade do sinal.Além disso, o “live zero” a 4mA permite a detecção de falhas.
3. Como é transmitido um sinal de 4-20 mA?
Um sinal de 4-20 mA é transmitido através de um circuito de corrente de dois fios, onde um fio é a tensão de alimentação e o outro é um caminho de retorno para a fonte.A corrente variável dentro do loop representa os dados do sinal.
4. Mas há alguns fatores que você deve considerar:
Elemento interferido:
①Tensão de excitação;
②Tensão operacional mínima permitida pelo transmissor；
③Tamanho do resistor de tomada de tensão usado pelo dispositivo de placa para coletar corrente;
④Tamanho da resistência do fio.
Ele pode calcular facilmente a distância teórica de transmissão do sinal de corrente de 4-20mA.
Através dessas quatro quantidades relacionadas.Entre eles, Uo é a tensão de alimentação do transmissor,
e deve-se garantir que Uo ≥ Umin em plena carga (corrente I=20mA).A saber: Use-I.(RL+2r)≥ Umin.
Geralmente precisa medir várias grandezas físicas não elétricas, como temperatura, pressão,
taxa, ângulo e assim por diante em industrial.Todos eles precisam ser convertidos em analógicoelétrico
sinal que é transferido para um dispositivo de controle ou exibição a algumas centenas de metros de distância.Este dispositivo converte
quantidade física em um sinal elétrico denominado transmissor.Transmitindo a quantidade analógica por
A corrente de 4-20 mA é o método mais comum na indústria.Uma razão para adotar o sinal atual
é que não é fácil interferir na resistência interna infinita da fonte de corrente.
A resistência do fio em série no loop não afeta a precisão e pode transmitir centenas
de metros no par trançado comum.
4-20mArefere-se à corrente mínima como 4mA e a corrente máxima é 20mA.Com base no requisito à prova de explosão,
a limitação é 20mA.Muita energia de faísca pode inflamar gases inflamáveis e explosivos, portanto uma corrente de 20 mA é mais adequada.
Detecte fios quebrados e o valor mínimo é 4mA em vez de 0mA.Quando o cabo de transmissão estiver quebrado devido a uma falha,
a corrente do loop cai para 0. Geralmente consideramos 2mA como valor de alarme de desconexão.Outra razão é que o 4-20mA usa um
sistema de dois fios.Ou seja, os dois fios são os fios de sinal e de alimentação simultaneamente, e 4mA é usado para fornecer a corrente estática de trabalho do circuito ao sensor.
Até que ponto um sinal de 4-20mA pode ser transmitido?
Elemento interferido:
①Relacionado à tensão de excitação;
②Relacionado à tensão operacional mínima permitida pelo transmissor；
③Relacionado ao tamanho do resistor de tomada de tensão usado pelo dispositivo da placa para coletar corrente;
④Relacionado ao tamanho da resistência do fio.
Ele pode calcular facilmente a distância teórica de transmissão do sinal de corrente de 4-20mA.
Através dessas quatro quantidades relacionadas.Entre eles, Uo é a tensão de alimentação do transmissor,
e deve-se garantir que Uo≥Umin em plena carga (corrente I=20mA).A saber: Use-I.(RL+2r)≥Umin.
De acordo com esta fórmula, a grande resistência do fio pode ser calculada quando o transmissor está em baixa tensão operacional.
Hipótese: conhecido: Ue = 24 V, I = 20 mA, RL = 250Ω, Umin = 12 V. Encontre o valor máximo de r como 175Ω:
E então, de acordo com a fórmula de cálculo da resistência do fio:
Entre eles:
ρ —— Resistividade (Resistividade de Bronze = 0,017, Resistividade de Alumínio = 0,029)
L —— O comprimento do cabo (Unidade: M)
S —— Linha da seção transversal (Unidade: Milímetro quadrado)
Nota: O valor da resistência é proporcional ao comprimento e inversamente proporcional à área da seção transversal.
Quanto mais longo for o fio, maior será a resistência;quanto mais grosso for o fio, menor será a resistência.
Tomemos como exemplo o fio de cobre, ρ= 0,017 Ω·mm2/m, ou seja: a resistência de um fio de cobre
com área de seção transversal de 1mm2 e comprimento de 1m é 0,017Ω.Então o comprimento do fio de
175Ω correspondente a 1mm2 é 175/0,017=10294 (m).Em teoria, transmissão de sinal 4-20mA
pode atingir dezenas de milhares de metros (dependendo de fatores como diferentes excitações
tensões e a menor tensão de trabalho do transmissor).
HENGKO tem mais de 10 anos de experiência personalizada OEM/ODM e profissional
capacidades de design colaborativo/design assistido.Fornecemos saída 4-20mA e RS485
sensor de gás/alarme/módulo/elementos.Temperatura e umidade de saída 4-20mA e RS485
sensor/transmissor/sonda também estão disponíveis. HENGKO é especialmente projetado para os clientes
atender aos exigentes requisitos de medição de processos industriais e controle ambiental.
Por que 4 a 20ma é usado para transmissão de sinal em instrumentação?
Você pode conferir o vídeo a seguir para saber os detalhes.
Conclusão
O sinal 4-20mA é um padrão da indústria por um motivo.Sua capacidade de ser transmitido por longas distâncias sem perda de precisão é uma vantagem importante.Embora não haja uma resposta definitiva para "até que ponto", pois depende em grande parte de fatores como resistência do fio, ruído do sinal, fonte de alimentação e resistência da carga, com as medidas corretas implementadas, ele pode cobrir distâncias consideráveis com segurança.Através da sua aplicação prática nas indústrias e na tecnologia de sensores, vemos o valor e a importância dos sinais de 4-20mA no nosso mundo interligado.
Perguntas frequentes
1. Qual é a importância do “zero vivo” em 4mA em um sinal de 4-20mA?
O “live zero” a 4mA permite a detecção de falhas.Se um sinal cair abaixo de 4 mA, isso indica uma falha, como uma interrupção no circuito ou uma falha no dispositivo.
2. Por que um sinal de 4-20 mA é menos suscetível a ruídos?
Os sinais de corrente são menos afetados por alterações de resistência e ruído elétrico.É por isso que eles são preferidos para transmissão de longa distância e em ambientes eletricamente ruidosos.
3. Qual o papel da resistência de carga na transmissão de um sinal de 4-20mA?
A resistência da carga deve corresponder à fonte de alimentação.Se a resistência da carga for muito alta, a fonte de alimentação poderá não ser capaz de conduzir a corrente do circuito, limitando a distância de transmissão.
4. Um sinal de 4-20 mA pode ser transmitido sem fio?
Sim, com a utilização de transmissores e receptores especificamente concebidos para este fim, os sinais de 4-20mA podem ser transmitidos sem fios.
5. É possível estender a distância de transmissão de um sinal de 4-20mA?
Sim, utilizando a fiação adequada, reduzindo o ruído, garantindo uma fonte de alimentação suficiente e equilibrando a resistência da carga, a distância de transmissão pode ser estendida.
Se você está intrigado com o potencial dos sinais de 4 a 20 mA e deseja implementar ou otimizar tais sistemas em seu setor,
não hesite em dar o próximo passo.Para obter mais informações, suporte ou consulta, entre em contato com os especialistas.
Entre em contato com a HENGKO agora emka@hengko.come vamos alcançar distâncias de transmissão ideais juntos.
Horário da postagem: 28 de novembro de 2020
