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兩線制4-20mA電流信號究竟能傳多遠?點擊次數:1878 發布時間:2017-06-20

在我們出廠的流量儀表、壓力儀表等產品中,基本都帶有4+20mA信號,那4-20mA信號通常又分為兩線制、三線制。那么兩線制4~20mA變送器的電流信號究竟能傳多遠呢?

液體渦輪流量計兩線/三線制接線圖

1、干擾因素:
 ①、與激勵電壓高低有關,
 ②、與變送器允許的小工作電壓有關,
 ③、與板卡設備采集電流用的取壓電阻大小有關,
 ④、與導線電阻的大小有關
 通過這四項有關量,可以計算出4~20mA電流信號的理論傳輸距離

2、要使4~20mA信號,無損失在兩線回路里傳輸,必須滿足歐姆定律,
 即滿足:(激勵電壓-變送器允許的小工作電壓)≥ 輸出電流×電流環路總電阻 
 當輸出電流I=20mA,即0.02A時,上式取等號,則:
 電流環路總電阻=(激勵電壓-變送器允許的小工作電壓)÷0.03、將這個計算值記作r,
 即r=(激勵電壓-變送器允許的小工作電壓)×50 , 單位Ω
 這個r,業界稱之為電流信號的負載電阻,也就是電流信號的大帶載能力

3、業界為啥要特意給出這個r的計算式呢?
 那是由于:4~20mA電流信號能傳多遠,實質是實際電阻,與r比大小的問題,
 當環路實際總電阻>r時,就算傳輸距離為0,變送器也是沒辦法輸出20mA電流的,
 當環路實際總電阻=r時,變送器輸出20mA電流,傳輸距離只能為0米,(超導除外)
 當環路實際總電阻<r時,變送器輸出20mA電流,才能在環路中有效傳輸若干米,
  ①、由于板卡采集電流用的取壓電阻為定值,故導線電阻大小,決定著傳輸距離的長短
  ②、導線電阻越小,信號傳輸的距離越遠
  ③、導線若是超導,電阻≈0,那電流傳到美國去也不是事,傳到火星去也木問題 , 

 綜上:電流環路的總電阻R,必須滿足R≤r ,否則4~20mA信號,無法正常傳輸    
    
4、電流環路的總電阻R,由板卡設備上,采集電流信號的取壓電阻R1,和導線電阻R2組成
  取壓電阻R1,多見250Ω、150Ω、100Ω、50Ω,而今流行100Ω~40Ω等小電阻取壓
  導線電阻R2=電導率×導線總長度÷導線橫截面積=單位長度電阻×導線總長度
                     =單位長度電阻×(液體渦輪流量計)傳輸距離×2
     
 

 

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