Até que ponto o sinal de 4-20mA pode ser transmitido?

Até que ponto um sinal de 4-20 mA 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 4-20mA?

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 analógicoelétrica

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 o sinal e os fios de alimentação simultaneamente, e 4mA é usado para fornecer a corrente estática de trabalho do circuito ao sensor.

Até que ponto um sinal de 4-20 mA 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).

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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.

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