为何选择工业常选用4 - 20mA传输模拟量 前言 没有工作之前,所接触的传输模拟量的是方式都是电压,直接用MUCU采集设备输出的电压进行数据处理,工作之后,接触更多的是用电流信号传输模拟量,电流信号流经一个固定阻值的电阻来产生电压信号,ADC再采集处理。 为何用电流信号传输模拟量 采用电流信号的原因是不容易受干扰,因为工业现场的噪声电压的幅度可能达到数V,但是噪声的功率很弱,所以噪声电流通常小于nA级别。因此用4-20mA传输模拟量带来的误差非常小;。传输信号时候,因为导线上也有电阻,如果用电压传输则会在导线内产生一定的压降,那接收端的信号就会产生一定的误差了,电流源内阻趋于无穷大,导线电阻串联在回路中不影响精度,因此在普通双绞线上可以传输数百米;由于电流源的大内阻和恒流输出。 4-20mA. DC(1-5V.DC)信号制是国际电工委员会( IEC )过程控制系统采用的模拟信号传输标准。我国也采用这一国际标准信号制,仪表传输信号采用4-20mA.DC,接收信号采用1-5V.DC,即采用电流传输、电压接收的信号系统。 一般电阻会选择250Ω,但这个电阻之选择也根据需求,像3.3V的MCU,3.0V参考源,ADC最大输入电压是3V,如果用250Ω,那么20mA电流产生的电压是5V,IO可能就会被烧毁,因此这个电阻阻值要根据需求选择,或者产生的电流流经电阻产生的电压经过电阻串联分压再输入到MCU中也可以,如下图所示,我们采用是124Ω。20mA时,产生的电压为2.48V,采用运放是为了增加驱动能力。 我们的设备是24V供电,采用的是2线制,串联在电路中,产生电流。 为何下限是4mA 输出为4~20mA的变送器以两线制的居多,两线制即电源、负载串联在一起,有一公共点,而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。为什么起点信号不是0mA?这是基于两点:一是变送器电路没有静态工作电流将无法工作,信号起点电流4mA.DC,有利于识别断电和断线等故障。正常工作时不会低于4mA,当传输线因故障断路,环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。
为何下限是4mA 最大电流20mA的选择是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。安全火花仪表只能采用低电压、低电流,20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯,利于安全防爆。 以上就是对为何选择工业常选用4 - 20mA传输模拟量的解释,如有错误,请指教。
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@woai32lala :这个上某宝看看,几乎各种传感器都有电流输出类型的。
@王栋春 :谢谢,目前用过的电流型有测水压和气压的,温度还没用过,有什么推荐么
这个常见于各种压力变送器,温度传感器等。