Hvor langt kan 4-20mA signal overføres?

Hvor langt kan et 4-20mA-signal overføres?

Dette er ikke så lett å svare på spørsmålet, hvis hvis andre som påvirker alle andre faktorer ignoreres, kan vi estimere

for normal tilstand kan det gå ca 200-500m. La oss vite litt grunnleggende informasjon om 4-20mA.

1. Hva er et 4-20mA-signal?

4-20mA-signalet er en standardprotokoll som brukes i mange bransjer. Det er en metode for å overføre analoge signaldata i en to-leder strømsløyfe, og gir en pålitelig måte å kommunisere mellom enheter. Verdiene fra 4-20mA representerer vanligvis 0 til 100 % av et måleområde.

2. Fordeler med 4-20mA-signaler

Hvorfor foretrekker industrier å bruke 4-20mA-signaler? For det første er de mindre utsatt for støy sammenlignet med spenningssignaler. Dette muliggjør overføring over lengre avstander uten at det går på bekostning av signalintegriteten. Videre tillater "live zero" ved 4mA feildeteksjon.

3. Hvordan overføres et 4-20mA signal?

Et 4-20mA signal sendes gjennom en to-leder strømsløyfe der den ene ledningen er forsyningsspenningen og den andre er en returvei til kilden. Den varierende strømmen i sløyfen representerer signaldataene.

4. Men har noen faktorer du må vurdere:

Interferert element:

①Eksitasjonsspenning;

②Minimum driftsspenning tillatt av senderen;

③Størrelsen på spenningsmotstanden som brukes av styreenheten for å samle strøm;

④Størrelsen på ledningsmotstanden.

Den kan enkelt beregne den teoretiske overføringsavstanden til 4-20mA strømsignal.

Gjennom disse fire relaterte mengdene. Blant dem er Uo forsyningsspenningen til senderen,

og det må sikres at Uo ≥ Umin ved full belastning (strøm I=20mA). Nemlig: Bruk-I.(RL+2r)≥ Umin.

Den trenger vanligvis å måle ulike ikke-elektriske fysiske størrelser som temperatur, trykk,

rate, vinkel og så videre i industri. De må alle konverteres til en analogelektrisk

signal som overføres til en kontroll- eller displayenhet noen hundre meter unna. Denne enheten konverterer

fysisk mengde inn i et elektrisk signal kalt en sender. Sender den analoge mengden med

4-20 mA strøm er den vanligste metoden i industri. En grunn til å ta i bruk dagens signal

er at det ikke er lett å forstyrre og den uendelige interne motstanden til strømkilden.

Motstanden til ledningen i serie i sløyfen påvirker ikke nøyaktigheten, og den kan overføre hundrevis

meter på det ordinære tvunnet paret.

4-20mAreferert til min strøm som 4mA, og maks strøm er 20mA. Basert på eksplosjonssikkert krav,

begrensningen er 20mA. For mye gnistenergi kan antenne brennbar og eksplosiv gass, så en 20mA strøm er best egnet.

Oppdag ødelagte ledninger, og minimumsverdien er 4mA i stedet for 0mA. Når overføringskabelen er ødelagt på grunn av en feil,

sløyfestrømmen synker til 0. Vi tar vanligvis 2mA som en utkoblingsalarmverdi. En annen grunn er at 4-20mA bruker en

to-leder system. Det vil si at de to ledningene er signal- og strømledningene samtidig, og 4mA brukes til å gi den statiske arbeidsstrømmen til kretsen til sensoren.

Hvor langt kan et 4-20mA-signal overføres?

Interferert element:
①Relatert til eksitasjonsspenningen;

②Relatert til minimum driftsspenning tillatt av senderen;

③Relatert til størrelsen på spenningsmotstanden som brukes av styreenheten for å samle strøm;

④Relatert til størrelsen på ledningsmotstanden.

Den kan enkelt beregne den teoretiske overføringsavstanden til 4-20mA strømsignal.

Gjennom disse fire relaterte mengdene. Blant dem er Uo forsyningsspenningen til senderen,

og det må sikres at Uo≥Umin ved full belastning (strøm I=20mA). Nemlig: Bruk-I.(RL+2r)≥Umin.

I henhold til denne formelen kan den store ledningsmotstanden beregnes når senderen har lav driftsspenning.

Hypotese：kjent：Ue=24V，I=20mA，RL=250Ω，Umin=12V。Finn maksimalverdien av r som 175Ω：

Og så, i henhold til beregningsformelen for ledningsmotstand:

Blant dem:
ρ——Resistivitet(bronseresistivitet=0,017, aluminiumresistivitet=0,029)
L——Lengden på kabelen (Enhet： M)
S——Tverrsnittets linje (Enhet： Kvadratmillimeter)
Merk: Motstandsverdien er proporsjonal med lengden og omvendt proporsjonal med tverrsnittsarealet.

Jo lengre ledningen er, desto større motstand; jo tykkere ledning, jo lavere motstand.

Ta kobbertråd som et eksempel, ρ= 0,017 Ω·mm2/m, det vil si: motstanden til en kobbertråd

med et tverrsnittsareal på 1mm2 og en lengde på 1m er 0,017Ω. Deretter ledningslengden på

175Ω tilsvarende 1mm2 er 175/0,017=10294 (m). I teorien 4-20mA signaloverføring

kan nå titusenvis av meter (avhengig av faktorer som ulik eksitasjon

spenninger og den laveste arbeidsspenningen til senderen).

HENGKO har mer enn 10 års OEM/ODM tilpasset erfaring og profesjonell

funksjoner for samarbeidsdesign/assistert design. Vi gir 4-20mA og RS485 utgang

gasssensor/alarm/modul/elementer. 4-20mA og RS485 utgangstemperatur og fuktighet

sensor/sender/sonde er også tilgjengelig.HENGKO er spesialdesignet for kunder å

møte de krevende målekravene til industrielle prosesser og miljøkontroll.

Hvorfor brukes 4 til 20ma for signaloverføring i instrumentering?

Du kan sjekke som følger videoen for å vite detaljer.

Konklusjon

4-20mA-signalet er en industristandard av en grunn. Dens evne til å overføres over lange avstander uten tap av nøyaktighet er en viktig fordel. Selv om det ikke er noe fasitsvar på "hvor langt", siden det i stor grad avhenger av faktorer som ledningsmotstand, signalstøy, strømforsyning og belastningsmotstand, med de riktige tiltakene på plass, kan den pålitelig dekke betydelige avstander. Gjennom sin praktiske anvendelse i industrier og sensorteknologi ser vi verdien og viktigheten av 4-20mA-signaler i vår sammenkoblede verden.

Vanlige spørsmål

1. Hva er viktigheten av "live zero" ved 4mA i et 4-20mA signal?

"Live null" ved 4mA gir mulighet for feildeteksjon. Hvis et signal faller under 4mA, indikerer det en feil, for eksempel et brudd i sløyfen eller en enhetsfeil.

2. Hvorfor er et 4-20mA signal mindre mottakelig for støy?

Strømsignaler påvirkes mindre av motstandsendringer og elektrisk støy. Dette er grunnen til at de foretrekkes for langdistanseoverføring og i elektrisk støyende miljøer.

3. Hvilken rolle spiller belastningsmotstand i overføringen av et 4-20mA signal?

Belastningsmotstanden skal samsvare med strømforsyningen. Hvis belastningsmotstanden er for høy, kan det hende at strømforsyningen ikke er i stand til å drive sløyfestrømmen, noe som begrenser overføringsavstanden.

4. Kan et 4-20mA signal overføres trådløst?

Ja, med bruk av sendere og mottakere spesielt designet for dette formålet, kan 4-20mA-signaler overføres trådløst.

5. Er det mulig å utvide overføringsavstanden til et 4-20mA signal?

Ja, ved å bruke riktig kabling, redusere støy, sikre tilstrekkelig strømforsyning og balansere lastmotstanden, kan overføringsavstanden utvides.

Hvis du er fascinert av potensialet til 4-20mA-signaler og ønsker å implementere eller optimalisere slike systemer i din bransje,

ikke nøl med å ta neste steg. For mer informasjon, støtte eller konsultasjon, ta kontakt med ekspertene.

Ta kontakt med HENGKO nå påka@hengko.comog la oss oppnå optimale overføringsavstander sammen.