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技術資料

爲什麽4-20mA直流電流是標准信號?

發布時間 : 2017-12-07 17:09|浏覽次數 : 257

工業上經常需要測量溫度、壓力、風速等非電物理量,這些通常都需要轉換成模擬量才能傳輸到控制室或顯示設備上,而對于一些電流輸出傳感器而言,一般都是選擇4-20mA直流電流輸出,那爲什麽不選擇其它的輸出數值呢?

4-20mA.DC(1-5V.DC)信號制是國際電工委員會(IEC):過程控制系統用模擬信號標准,如連接儀表、變送設備、控制設備、計算機采樣設備等。我國從DDZ-Ⅲ型電動儀表開始采用這一國際標准信號制,儀表傳輸信號采用4-20mA.DC,聯絡信號采用1-5V.DC,即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統。

一、爲何遠傳信號要用電流源?

通常測量現場與控制室之間的距離都比較遠,如果用電壓源信號遠傳,當連接電線的電阻較大時,由于電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓,將産生較大的誤差。采用電流信號的原因是不容易受幹擾,因爲工業現場的噪聲電壓的幅度可能達到數V,但是噪聲的功率很弱,所以噪聲電流通常小于nA級別,因此給4-20mA傳輸帶來的誤差非常小;電流源內阻趨于無窮大,導線電阻串聯在回路中不影響精度,因此在普通雙絞線上可以傳輸數百米,只要傳送回路不出現分支,回路中的電流就不會隨電線長短而改變,從而保證了傳送的精度。

二、爲何標准電流信號是4-20mA呢?

4-20mA二線制傳感器的設計,用20mA表示信號的滿刻度,但起點信號爲什麽不是0mA呢?電流型變送器將物理量轉換成4-20mA標准電流信號輸出,必然要有外電源爲其供電,其中0-4mA電流是爲了供應傳感器自身最小的工作電流需要,如果采用0-20mA,當信號很小的時候,傳感器便無法獲得足夠的工作能量。而在低于4mA,高于20mA的信號則用于各種故障的報警,比如正常工作時不會低于4mA,當傳輸線因故障斷路,環路電流降爲0,所以常取2mA作爲斷線報警值。同時,儀表電氣零點爲4mA.DC,不與機械零點重合,這種“活零點”有利于識別斷電和斷線等故障。

最大電流20MA的選擇是基于安全、實用的考慮,20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。

    因此,一般傳感器都是4-20mA信號輸出,這樣信號不容易受幹擾而且安全可靠,兩線制4-20mA輸出更可以節省傳感器成本等等,這些原因使得以電流輸出爲主的壓力傳感器、溫度傳感器等産品在工業上普遍使用的是兩線制4-20mA輸出。 ZLG致遠電子的DM100數據采集記錄儀支持采集測量信號種類包括直流電壓DCV、直流電流DCI、熱電偶TC、熱電阻RTD、DI等,其中直流電壓量程20mV-50V,支持GS標准電壓信號輸入,量程爲0.4-2V、1-5V。

直    流電流量程:0-20mA,支持GS標准電流信號輸入,量程爲4-20mA。

    DM100數據采集記錄儀看滿足市面上常見的濕度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的輸出要求,高精度采集、測量、記錄多通道數據,實時顯示多種測量結果,並對測量結果進行自定義二次運算、報警輸出等操作,可擴展至200個采集通道,適合工業環境中的多通道數據采集記錄。


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