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4-20mA 电流信号传输距离计算方式
  • 发布日期:2016-05-26      浏览次数:5917
    • 前言:两线制4~20mA电流信号能传多远,今天小编来给大家科普一下:         
      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Z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Z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Z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Z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Z大带载能力

      4、业界为啥要特意给出这个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,传到火星去也木问题 , 

        综上: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    
          
      5、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
           
      6、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 ,Z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
       计算如下:     
       ①、先计算变送器的负载电阻r,r=(24-10)×50=700 Ω
       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Z大传输距离为40000米

       

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