سیگنال 4-20 میلی آمپر تا کجا می تواند منتقل شود؟

سیگنال 4-20 میلی آمپر تا کجا می تواند منتقل شود؟

پاسخ به این سؤال چندان آسان نیست، اگر سایر عوامل تأثیرگذار نادیده گرفته شوند، می‌توانیم تخمین بزنیم.

برای شرایط عادی، می تواند حدود 200-500 متر برود. بیایید اطلاعات اولیه در مورد 4-20mA بدانیم.

1. سیگنال 4-20mA چیست؟

سیگنال 4-20 میلی آمپر یک پروتکل استاندارد است که در بسیاری از صنایع استفاده می شود. این روشی برای انتقال داده های سیگنال آنالوگ در یک حلقه جریان دو سیمه است که راهی مطمئن برای برقراری ارتباط بین دستگاه ها ارائه می دهد. مقادیر بین 4 تا 20 میلی آمپر معمولاً 0 تا 100 درصد محدوده اندازه گیری را نشان می دهد.

2. مزایای سیگنال های 4-20mA

چرا صنایع استفاده از سیگنال های 4-20 میلی آمپر را ترجیح می دهند؟ برای یک، آنها در مقایسه با سیگنال های ولتاژ کمتر مستعد نویز هستند. این امکان انتقال در فواصل طولانی‌تر را بدون به خطر انداختن یکپارچگی سیگنال فراهم می‌کند. علاوه بر این، "صفر زنده" در 4 میلی آمپر امکان تشخیص عیب را فراهم می کند.

3. سیگنال 4-20mA چگونه منتقل می شود؟

یک سیگنال 4-20 میلی آمپر از طریق یک حلقه جریان دو سیمه منتقل می شود که در آن یک سیم ولتاژ تغذیه و دیگری مسیر بازگشت به منبع است. جریان متغیر درون حلقه نشان دهنده داده های سیگنال است.

4. اما باید عواملی را در نظر بگیرید:

عنصر تداخل:

①ولتاژ تحریک

②حداقل ولتاژ کاری مجاز توسط فرستنده

③اندازه مقاومت ولتاژ گیرنده که توسط دستگاه برد برای جمع آوری جریان استفاده می شود.

④اندازه مقاومت سیم

به راحتی می تواند فاصله انتقال نظری سیگنال جریان 4-20 میلی آمپر را محاسبه کند.

از طریق این چهار کمیت مرتبط. در میان آنها، Uo ولتاژ تغذیه فرستنده است،

و باید اطمینان حاصل شود که Uo ≥ Umin در بار کامل (جریان I=20mA). یعنی: Use-I.(RL+2r)≥ Umin.

معمولاً نیاز به اندازه گیری مقادیر مختلف فیزیکی غیر الکتریکی مانند دما، فشار،

نرخ، زاویه و غیره در صنعتی. همه آنها باید به یک آنالوگ تبدیل شوندبرقی

سیگنالی که به یک دستگاه کنترل یا نمایشگر در فاصله چند صد متری منتقل می شود. این دستگاه تبدیل می کند

کمیت فیزیکی به یک سیگنال الکتریکی به نام فرستنده. انتقال کمیت آنالوگ توسط

جریان 4-20 میلی آمپر رایج ترین روش در صنعت است. یکی از دلایل اتخاذ سیگنال فعلی

این است که تداخل با مقاومت داخلی بی نهایت منبع جریان آسان نیست.

مقاومت سیم به صورت سری در حلقه بر دقت تأثیر نمی گذارد و می تواند صدها را ارسال کند

متر روی جفت پیچ خورده معمولی.

4-20 میلی آمپرحداقل جریان 4 میلی آمپر و حداکثر جریان 20 میلی آمپر است. بر اساس الزامات ضد انفجار،

محدودیت 20 میلی آمپر است. انرژی جرقه بیش از حد ممکن است گاز قابل اشتعال و انفجاری را مشتعل کند، بنابراین جریان 20 میلی آمپر مناسب ترین است.

سیم های شکسته را شناسایی کنید و حداقل مقدار آن 4 میلی آمپر است تا 0 میلی آمپر. هنگامی که کابل انتقال به دلیل نقص شکسته شود،

جریان حلقه به 0 کاهش می یابد. ما معمولاً 2 میلی آمپر را به عنوان مقدار هشدار قطع اتصال می گیریم. دلیل دیگر این است که 4-20 میلی آمپر از a استفاده می کند

سیستم دو سیمه یعنی دو سیم سیگنال و سیم برق به طور همزمان هستند و 4 میلی آمپر برای تامین جریان کار استاتیک مدار به سنسور استفاده می شود.

سیگنال 4-20 میلی آمپر تا کجا می تواند منتقل شود؟

عنصر تداخل:
①مربوط به ولتاژ تحریک

②مربوط به حداقل ولتاژ کاری مجاز توسط فرستنده.

③مرتبط با اندازه مقاومت ولتاژگیر که توسط دستگاه برد برای جمع آوری جریان استفاده می شود.

④مرتبط با اندازه مقاومت سیم.

به راحتی می تواند فاصله انتقال نظری سیگنال جریان 4-20 میلی آمپر را محاسبه کند.

از طریق این چهار کمیت مرتبط. در میان آنها، Uo ولتاژ تغذیه فرستنده است،

و باید اطمینان حاصل شود که Uo≥Umin در بار کامل (جریان I=20mA). یعنی: Use-I.(RL+2r)≥Umin.

طبق این فرمول، مقاومت سیم بزرگ را می توان زمانی که فرستنده در ولتاژ کاری پایین قرار دارد محاسبه کرد.

فرضیه: شناخته شده：Ue=24V،I=20mA،RL=250Ω،Umin=12V. حداکثر مقدار r را به صورت 175Ω پیدا کنید:

و سپس با توجه به فرمول محاسبه مقاومت سیم:

از جمله:
ρ——مقاومت (مقاومت برنز=0.017، مقاومت آلومینیوم=0.029)
L——طول کابل (واحد: M)
S——خط مقطع (واحد: میلی متر مربع)
توجه: مقدار مقاومت متناسب با طول و نسبت معکوس با سطح مقطع است.

هرچه سیم بلندتر باشد، مقاومت بیشتر است. هرچه سیم ضخیم تر باشد، مقاومت کمتر است.

سیم مسی را به عنوان مثال در نظر بگیرید ρ= 0.017 Ω·mm2/m، یعنی: مقاومت یک سیم مسی

با سطح مقطع 1mm2 و طول 1m 0.017Ω است. سپس طول سیم از

175Ω مربوط به 1mm2 برابر است با 175/0.017=10294 (m). در تئوری، انتقال سیگنال 4-20 میلی آمپر

می تواند به ده ها هزار متر برسد (بسته به عواملی مانند تحریک های مختلف

ولتاژ و کمترین ولتاژ کاری فرستنده).

HENGKO بیش از 10 سال تجربه سفارشی و حرفه ای OEM/ODM دارد

طراحی مشارکتی / قابلیت های طراحی به کمک ما خروجی 4-20 میلی آمپر و RS485 را ارائه می دهیم

سنسور گاز / زنگ هشدار / ماژول / عناصر. دما و رطوبت خروجی 4-20mA و RS485

سنسور/فرستنده/کاوشگر نیز موجود است.HENGKO مخصوص مشتریان طراحی شده است

نیازهای اندازه گیری فرآیندهای صنعتی و کنترل محیطی را برآورده کند.

چرا 4 تا 20ma برای انتقال سیگنال در ابزار دقیق استفاده می شود؟

برای اطلاع از جزئیات می توانید ویدیوی زیر را بررسی کنید.

نتیجه گیری

سیگنال 4-20mA به دلایلی یک استاندارد صنعتی است. توانایی آن برای انتقال در فواصل طولانی بدون از دست دادن دقت یک مزیت کلیدی است. در حالی که هیچ پاسخ قطعی برای "تا چه حد" وجود ندارد، زیرا تا حد زیادی به عواملی مانند مقاومت سیم، نویز سیگنال، منبع تغذیه و مقاومت بار بستگی دارد، با اقدامات مناسب، می تواند به طور قابل اعتماد فواصل قابل توجهی را پوشش دهد. از طریق کاربرد عملی آن در صنایع و فناوری حسگر، ما ارزش و اهمیت سیگنال های 4-20 میلی آمپر را در دنیای به هم پیوسته خود مشاهده می کنیم.

سوالات متداول

1. اهمیت "صفر زنده" در 4 میلی آمپر در سیگنال 4-20 میلی آمپر چیست؟

"صفر زنده" در 4 میلی آمپر امکان تشخیص عیب را فراهم می کند. اگر سیگنال کمتر از 4 میلی آمپر باشد، نشان دهنده یک خطا است، مانند شکستن حلقه یا خرابی دستگاه.

2. چرا سیگنال 4-20 میلی آمپر کمتر در معرض نویز است؟

سیگنال های فعلی کمتر تحت تاثیر تغییرات مقاومت و نویز الکتریکی قرار می گیرند. به همین دلیل است که آنها برای انتقال از راه دور و در محیط های پر سر و صدا ترجیح داده می شوند.

3. مقاومت بار چه نقشی در انتقال سیگنال 4-20 میلی آمپر ایفا می کند؟

مقاومت بار باید با منبع تغذیه مطابقت داشته باشد. اگر مقاومت بار خیلی زیاد باشد، منبع تغذیه ممکن است نتواند جریان حلقه را هدایت کند و فاصله انتقال را محدود کند.

4. آیا سیگنال 4-20 میلی آمپر می تواند به صورت بی سیم منتقل شود؟

بله، با استفاده از فرستنده ها و گیرنده هایی که برای این منظور طراحی شده اند، می توان سیگنال های 4-20 میلی آمپر را به صورت بی سیم منتقل کرد.

5. آیا می توان فاصله انتقال سیگنال 4-20 میلی آمپر را افزایش داد؟

بله، با استفاده از سیم کشی مناسب، کاهش نویز، اطمینان از منبع تغذیه کافی و متعادل کردن مقاومت بار، می توان فاصله انتقال را افزایش داد.

اگر شما مجذوب پتانسیل سیگنال های 4-20 میلی آمپر هستید و می خواهید چنین سیستم هایی را در صنعت خود پیاده سازی یا بهینه سازی کنید،

در برداشتن قدم بعدی تردید نکنید برای اطلاعات بیشتر، پشتیبانی یا مشاوره، با کارشناسان تماس بگیرید.

تماس با HENGKO در حال حاضر درka@hengko.comو بیایید با هم به فواصل انتقال بهینه برسیم.