На каком расстоянии может передаваться сигнал 4–20 мА?

На какое расстояние может передаваться сигнал 4–20 мА?

На этот вопрос не так-то просто дать ответ, если игнорировать другие, влияющие на все остальные факторы, то можно оценить

в нормальном состоянии он может пройти около 200-500м.Давайте узнаем некоторую базовую информацию о 4-20 мА.

1. Что такое сигнал 4–20 мА?

Сигнал 4–20 мА — это стандартный протокол, используемый во многих отраслях промышленности.Это метод передачи данных аналогового сигнала в двухпроводной токовой петле, обеспечивающий надежный способ связи между устройствами.Значения 4–20 мА обычно представляют собой от 0 до 100 % диапазона измерения.

2. Преимущества сигналов 4–20 мА

Почему отрасли предпочитают использовать сигналы 4–20 мА?Во-первых, они менее восприимчивы к шуму по сравнению с сигналами напряжения.Это позволяет осуществлять передачу на большие расстояния без ущерба для целостности сигнала.Кроме того, «живой ноль» при токе 4 мА позволяет обнаруживать неисправности.

3. Как передается сигнал 4–20 мА?

Сигнал 4–20 мА передается через двухпроводную токовую петлю, где один провод представляет собой напряжение питания, а другой — обратный путь к источнику.Изменяющийся ток внутри контура представляет собой данные сигнала.

4. Но необходимо учитывать некоторые факторы:

Мешающий элемент:

①Напряжение возбуждения;

②Минимальное рабочее напряжение, допустимое передатчиком;

③Размер резистора, принимающего напряжение, используемого платой для сбора тока;

④Размер сопротивления провода.

Он может легко рассчитать теоретическое расстояние передачи токового сигнала 4–20 мА.

Через эти четыре взаимосвязанные величины.Среди них Uo – напряжение питания передатчика,

и необходимо убедиться, что Uo ≥ Umin при полной нагрузке (ток I=20 мА).А именно: Use-I.(RL+2r)≥ Umin.

Обычно необходимо измерять различные неэлектрические физические величины, такие как температура, давление,

скорость, угол и так далее по-промышленному.Их все нужно перевести в аналогэлектрический

сигнал, который передается на устройство управления или отображения на расстоянии нескольких сотен метров.Это устройство преобразует

физическую величину в электрический сигнал, называемый передатчиком.Передача аналоговой величины с помощью

Ток 4-20 мА является наиболее распространенным методом в промышленности.Одна из причин принятия текущего сигнала

заключается в том, что в него нелегко вмешиваться и в бесконечное внутреннее сопротивление источника тока.

Сопротивление провода, включенного последовательно в петлю, не влияет на точность, и он может передавать сотни

метров по обычной витой паре.

4–20 мАМинимальный ток равен 4 мА, а максимальный ток составляет 20 мА.На основании требований взрывобезопасности,

ограничение составляет 20 мА.Слишком большая энергия искры может привести к воспламенению легковоспламеняющихся и взрывоопасных газов, поэтому наиболее подходящим является ток 20 мА.

Обнаружение обрыва проводов, минимальное значение составляет 4 мА, а не 0 мА.Если кабель передачи данных поврежден из-за неисправности,

ток контура падает до 0. Обычно мы принимаем значение 2 мА в качестве значения сигнализации об отключении.Другая причина заключается в том, что для 4–20 мА используется

двухпроводная система.То есть два провода одновременно являются сигнальным и силовым, а ток 4 мА используется для подачи статического рабочего тока цепи на датчик.

На какое расстояние может передаваться сигнал 4–20 мА?

Мешающий элемент:
①Относительно напряжения возбуждения；

②Относится к минимальному рабочему напряжению, допустимому передатчиком;

③В зависимости от размера резистора, принимающего напряжение, используемого платой для сбора тока;

④В зависимости от размера сопротивления провода.

Он может легко рассчитать теоретическое расстояние передачи токового сигнала 4–20 мА.

Через эти четыре взаимосвязанные величины.Среди них Uo – напряжение питания передатчика,

и необходимо убедиться, что Uo≥Umin при полной нагрузке (ток I=20 мА).А именно: Use-I.(RL+2r)≥Umin.

По этой формуле можно рассчитать большое сопротивление провода, когда передатчик находится под низким рабочим напряжением.

Гипотеза: известна: Ue = 24 В, I = 20 мА, RL = 250 Ом, Umin = 12 В. Найдите максимальное значение r как 175 Ом:

И далее по формуле расчета сопротивления проводов:

Среди них:
ρ——Удельное сопротивление (сопротивление бронзы = 0,017, сопротивление алюминия = 0,029)
L — длина кабеля (единица измерения: м)
S——Линия поперечного сечения (Единица измерения: квадратный миллиметр)
Примечание: Значение сопротивления пропорционально длине и обратно пропорционально площади поперечного сечения.

Чем длиннее провод, тем больше сопротивление;чем толще провод, тем меньше сопротивление.

В качестве примера возьмем медный провод, ρ= 0,017 Ом·мм2/м, то есть сопротивление медного провода.

при площади поперечного сечения 1мм2 и длине 1м составляет 0,017Ом.Тогда длина провода

175 Ом, соответствующее 1 мм2, равно 175/0,017=10294 (м).Теоретически передача сигнала 4–20 мА

может достигать десятков тысяч метров (в зависимости от таких факторов, как различное возбуждение

напряжения и самое низкое рабочее напряжение передатчика).

HENGKO имеет более чем 10-летний опыт индивидуального OEM/ODM и профессионального опыта.

возможности совместного проектирования/ассистированного проектирования.Мы предоставляем выход 4-20 мА и RS485.

газовый датчик/сигнализация/модуль/элементы.Выходная температура и влажность 4–20 мА и RS485.

Также доступны датчик/передатчик/зонд. HENGKO специально разработан для клиентов

отвечают строгим требованиям к измерениям промышленных процессов и экологического контроля.

Почему для передачи сигнала в приборостроении используется ток от 4 до 20 мА?

Вы можете проверить следующее видео, чтобы узнать подробности.

Заключение

Сигнал 4–20 мА не зря является отраслевым стандартом.Его способность передаваться на большие расстояния без потери точности является ключевым преимуществом.Хотя нет однозначного ответа на вопрос «насколько далеко», поскольку это во многом зависит от таких факторов, как сопротивление провода, шум сигнала, источник питания и сопротивление нагрузки, при правильных мерах он может надежно покрывать значительные расстояния.Благодаря практическому применению в промышленности и сенсорных технологиях мы видим ценность и важность сигналов 4–20 мА в нашем взаимосвязанном мире.

Часто задаваемые вопросы

1. Какова важность «живого нуля» при токе 4 мА в сигнале 4–20 мА?

«Живой ноль» при токе 4 мА позволяет обнаруживать неисправности.Если сигнал падает ниже 4 мА, это указывает на неисправность, например, на разрыв контура или отказ устройства.

2. Почему сигнал 4–20 мА менее чувствителен к шуму?

На токовые сигналы меньше влияют изменения сопротивления и электрические шумы.Вот почему их предпочитают для передачи на большие расстояния и в условиях электрического шума.

3. Какую роль играет сопротивление нагрузки при передаче сигнала 4–20 мА?

Сопротивление нагрузки должно соответствовать источнику питания.Если сопротивление нагрузки слишком велико, источник питания может быть не в состоянии управлять током контура, что ограничивает расстояние передачи.

4. Можно ли передавать сигнал 4–20 мА по беспроводной сети?

Да, с использованием передатчиков и приемников, специально предназначенных для этой цели, сигналы 4–20 мА могут передаваться по беспроводной сети.

5. Можно ли увеличить дальность передачи сигнала 4–20 мА?

Да, используя правильную проводку, снижая уровень шума, обеспечивая достаточный источник питания и балансируя сопротивление нагрузки, расстояние передачи можно увеличить.

Если вас заинтриговал потенциал сигналов 4–20 мА и вы хотите внедрить или оптимизировать такие системы в своей отрасли,

не стесняйтесь сделать следующий шаг.Для получения дополнительной информации, поддержки или консультации обратитесь к экспертам.

Свяжитесь с HENGKO сейчас по адресуka@hengko.comи давайте вместе добьемся оптимальных расстояний передачи.