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两线制4~20mA电流信号究竟能传多远? Auto


两线制4~20mA电流信号能传多远呢?今天奥特君就来给大家科普一下!
1.两线制4~20mA变送器的电流信号究竟能传多远呢?
干扰因素:
①与激励电压高低有关;
②与变送器允许的最小工作电压有关;
③与板卡设备采集电流用的取压电阻大小有关;
④与导线电阻的大小有关。
通过这四项有关量,可以计算出4~20mA电流信号的理论传输距离。
2.要使4~20mA信号,无损失在两线回路里传输,必须满足欧姆定律。
即满足:(激励电压-变送器允许的最小工作电压)≥输出电流×电流环路总电阻
当输出电流I=20mA,即0.02A时,上式取等号,则:
电流环路总电阻=(激励电压-变送器允许的最小工作电压)÷0.03、将这个计算值记作r,
即r=(激励电压-变送器允许的最小工作电压)×50,单位Ω
这个r,业界称之为电流信号的负载电阻,也就是电流信号的最大带载能力。
3.业界为什么要特意给出这个r的计算式呢?
那是由于:4~20mA电流信号能传多远,实质是实际电阻,与r比大小的问题。
当环路实际总电阻>r时,就算传输距离为0,变送器也是没办法输出20mA电流的;
当环路实际总电阻=r时,变送器输出20mA电流,传输距离只能为0米(超导除外);
当环路实际总电阻<r时,变送器输出20mA电流,才能在环路中有效传输若干米。
①由于板卡采集电流用的取压电阻为定值,故导线电阻大小,决定着传输距离的长短;
②导线电阻越小,信号传输的距离越远;
③导线若是超导,电阻≈0,那电流传到美国去也不是事,传到火星去也没问题。
综上所述,电流环路的总电阻R,必须满足R≤r,否则4~20mA信号,无法正常传输。
4.电流环路的总电阻R,由板卡设备上采集电流信号的取压电阻R1,和导线电阻R2组成。
取压电阻R1,多见250Ω、150Ω、100Ω、50Ω,而今流行100Ω~40Ω等小电阻取压。
导线电阻R2=电导率×导线总长度÷导线横截面积=单位长度电阻×导线总长度=单位长度电阻×传输距离×2

编个小题算一算
4~20mA电流信号的理论传输距离L(单位千米),A采用2.5平方毫米双绞线,每1000米的电阻=7.5Ω,用此导线传输信号A自研自造的SC322无零漂压力变送器,最小允许激励电压=10VDC,DCS板卡上采集电流用的取压电阻R1=100Ω,DCS板卡上的供电电压=24VDC,电流信号的最大传输距离距离为多少?

计算如下:
①先计算变送器的负载电阻r,r=(24-10)×50=700Ω
②再写出环路总电阻R的算式:

R=R1+R2=100+7.5×L×2=100+15L 单位Ω

③由于有R≤r,即(100+15L)≤700
计算得:L≤40千米,即最大传输距离为40000米


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