Як далеко може передаватися сигнал 4-20 мА?

Як далеко може передаватися сигнал 4-20 мА?

Це не так легко дати відповідь на запитання, якщо якщо інші впливові фактори ігноруються, ми можемо оцінити

для нормального стану він може пройти близько 200-500 м. Давайте дізнаємося базову інформацію про 4-20 мА.

1. Що таке сигнал 4-20 мА?

Сигнал 4-20 мА є стандартним протоколом, який використовується в багатьох галузях промисловості. Це спосіб передачі даних аналогового сигналу в двопровідному контурі струму, що забезпечує надійний спосіб зв’язку між пристроями. Значення від 4 до 20 мА зазвичай становлять від 0 до 100% діапазону вимірювання.

2. Переваги сигналів 4-20 мА

Чому промисловість надає перевагу використанню сигналів 4-20 мА? По-перше, вони менш сприйнятливі до шуму порівняно з сигналами напруги. Це дозволяє передавати дані на великі відстані без шкоди для цілісності сигналу. Крім того, «активний нуль» при 4 мА дозволяє виявити несправність.

3. Як передається сигнал 4-20 мА?

Сигнал 4-20 мА передається через двопровідну петлю струму, де один провід подає напругу живлення, а інший - зворотний шлях до джерела. Змінний струм у контурі представляє дані сигналу.

4. Але є деякі фактори, які ви повинні враховувати:

Втручаний елемент:

①Напруга збудження；

②Мінімальна робоча напруга, дозволена для передавача；

③Розмір резистора прийому напруги, який використовується пристроєм плати для збору струму;

④Величина опору дроту.

Він може легко розрахувати теоретичну відстань передачі струмового сигналу 4-20 мА.

Через ці чотири пов’язані величини. Серед них Uo - напруга живлення передавача,

і необхідно забезпечити, щоб Uo ≥ Umin при повному навантаженні (струм I=20 мА). А саме: Use-I.(RL+2r)≥ Umin.

Зазвичай потрібно вимірювати різні неелектричні фізичні величини, такі як температура, тиск,

швидкість, кут і так далі в промисловості. Всі вони повинні бути переведені в аналогелектричні

сигнал, який передається на пристрій керування чи відображення на відстані кількох сотень метрів. Цей пристрій перетворює

фізичну величину в електричний сигнал, який називається передавачем. Передача аналогової величини через

Струм 4-20 мА є найпоширенішим методом у промисловості. Одна з причин прийняття поточного сигналу

полягає в тому, що непросто втручатися в нескінченний внутрішній опір джерела струму.

Опір послідовного дроту в петлі не впливає на точність, і він може передавати сотні

метрів на звичайну кручену пару.

4-20 мАназивається мінімальним струмом 4 мА, а максимальним — 20 мА. Виходячи з вимог вибухозахищеності,

обмеження становить 20 мА. Занадто велика енергія іскри може запалити легкозаймистий і вибухонебезпечний газ, тому струм 20 мА є найкращим.

Виявляйте обірвані дроти, мінімальне значення становить 4 мА, а не 0 мА. Якщо кабель передачі зламаний через несправність,

струм петлі падає до 0. Зазвичай ми приймаємо 2 мА як значення сигналу відключення. Інша причина полягає в тому, що 4-20 мА використовує a

двопровідна система. Тобто два дроти є сигнальними і живильними проводами одночасно, а 4 мА використовуються для забезпечення статичного робочого струму ланцюга на датчик.

Як далеко може передаватися сигнал 4-20 мА?

Втручаний елемент:
①Відносно напруги збудження；

②Пов’язано з мінімальною робочою напругою, дозволеною передавачем；

③Відносно розміру резистора прийому напруги, який використовується пристроєм плати для збору струму;

④Відносно величини опору дроту.

Він може легко розрахувати теоретичну відстань передачі струмового сигналу 4-20 мА.

Через ці чотири пов’язані величини. Серед них Uo - напруга живлення передавача,

і необхідно забезпечити, щоб Uo≥Umin при повному навантаженні (струм I=20 мА). А саме: Use-I.(RL+2r)≥Umin.

Відповідно до цієї формули можна розрахувати великий опір дроту, коли передавач працює при низькій робочій напрузі.

Гіпотеза: відома: Ue=24V，I=20mA，RL=250Ω，Umin=12V。Знайдіть максимальне значення r як 175Ω：

А далі, за формулою розрахунку опору проводу:

Серед них:
ρ——питомий опір (питомий опір бронзи=0,017, питомий опір алюмінію=0,029)
L——Довжина кабелю (одиниця: М)
S——лінія поперечного перерізу (одиниця: квадратний міліметр)
Примітка: значення опору пропорційне довжині та обернено пропорційне площі поперечного перерізу.

Чим довший дріт, тим більший опір; чим товщі дріт, тим менший опір.

Візьмемо як приклад мідний дріт, ρ= 0,017 Ом·мм2/м, тобто опір мідного дроту

з площею поперечного перерізу 1 мм2 і довжиною 1 м становить 0,017 Ом. Тоді довжина дроту

175 Ом, що відповідає 1 мм2, становить 175/0,017=10294 (м). Теоретично передача сигналу 4-20 мА

може досягати десятків тисяч метрів (залежно від таких факторів, як різне збудження

напруги та найнижча робоча напруга передавача).

HENGKO має більше ніж 10 років індивідуального досвіду та професіоналів OEM/ODM

можливості спільного проектування/допоміжного проектування. Ми надаємо 4-20 мА та вихід RS485

датчик газу/сигналізація/модуль/елементи. Вихідна температура та вологість 4-20 мА та RS485

датчик/передавач/зонд також доступні. HENGKO спеціально розроблений для клієнтів

відповідають високим вимогам до вимірювань промислових процесів і контролю навколишнього середовища.

Чому для передачі сигналу в приладобудуванні використовується від 4 до 20 мА?

Ви можете переглянути наступне відео, щоб дізнатися подробиці.

Висновок

Сигнал 4-20 мА є галузевим стандартом неспроста. Його здатність передаватися на великі відстані без втрати точності є ключовою перевагою. Хоча немає остаточної відповіді на питання «наскільки далеко», оскільки це значною мірою залежить від таких факторів, як опір проводу, шум сигналу, джерело живлення та опір навантаження, за наявності правильних заходів він може надійно подолати значні відстані. Завдяки практичному застосуванню в промисловості та сенсорних технологіях ми бачимо цінність і важливість сигналів 4-20 мА в нашому взаємопов’язаному світі.

поширені запитання

1. Яке значення має «живий нуль» при 4 мА в сигналі 4-20 мА?

«Живий нуль» при 4 мА дозволяє виявити несправність. Якщо сигнал падає нижче 4 мА, це вказує на несправність, наприклад, розрив шлейфу або несправність пристрою.

2. Чому сигнал 4-20 мА менш чутливий до шуму?

На сигнали струму менше впливають зміни опору та електричний шум. Ось чому вони є кращими для передачі на великі відстані та в середовищах з електричним шумом.

3. Яку роль відіграє опір навантаження в передачі сигналу 4-20 мА?

Опір навантаження має відповідати джерелу живлення. Якщо опір навантаження занадто високий, джерело живлення може бути не в змозі управляти струмом петлі, обмежуючи відстань передачі.

4. Чи можна передати сигнал 4-20 мА бездротовим способом?

Так, за допомогою передавачів і приймачів, спеціально розроблених для цієї мети, сигнали 4-20 мА можна передавати бездротовим способом.

5. Чи можна збільшити відстань передачі сигналу 4-20 мА?

Так, використовуючи належну проводку, зменшуючи рівень шуму, забезпечуючи достатнє джерело живлення та вирівнюючи опір навантаження, відстань передачі можна збільшити.

Якщо вас заінтригував потенціал сигналів 4-20 мА і ви хочете впровадити або оптимізувати такі системи у своїй галузі,

не вагайтеся зробити наступний крок. Щоб отримати додаткову інформацію, підтримку чи консультацію, зверніться до експертів.

Зв'яжіться з HENGKO зараз за адресоюka@hengko.comі давайте разом досягнемо оптимальних відстаней передачі.