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4-20ma传感器的由来

时间:2020-11-23 作者:众山科技

  由于电流信号的使用不易受到干扰,且电流源内阻无穷大,导线电阻串联在电路中不影响精度,在普通双绞线上可传输数百米。

  由于工业现场的噪声电压幅值可达数V,但噪声功率很弱,所以噪声电流一般小于nA级,因此4-20毫安传输所带来的误差很小;

  该电流源内阻趋于无限大,导线电阻在回路中串联时不会影响精度,因此在普通双绞线上可传输数百米;由于该电流源具有较大的内阻和恒流输出,在接收端,我们只需放置一个250欧姆的电阻,即可获得0-5V电压,而采用低输入阻抗接收器的好处是,nA级输入电流噪声只会产生非常微弱的电压噪声。

  最大值为20毫安是由于防爆要求:20毫安电流通断产生的火花能量不足以引燃瓦斯。下界不取0mA是因为可以检测到断线:正常情况下不低于4mA,当传输线由于故障中断时,环路电流下降到0。断路器通常取2毫安为报警值。该变送器是把物理量转换成4~20毫安的电流输出,必须有外部电源为其供电。最为典型的是,一个传送器需要两条电力线,再加上两条电流输出线,总共要接4条线,称为四线传送器。

  自然地,电流输出可以与电源共用一根线共用VCC或GND,这样就可以节省一根线,被称为三线制变送器。事实上,你可能会注意到,4-20mA的电流本身就能驱动一个变送器。

  传感器相当于电路中的一个特殊负载,特别是它的耗电电流在4~20毫安之间,这取决于传感器的输出。只需将显示仪表串入电路。该发射机只需要外接2根导线,因此称为二线制发射机。工流环的标准下限是4mA,所以只要在量程范围内,发射器的电源至少为4mA。

  所以,4-20mA的信号输出一般都不容易受到干扰,且安全可靠,所以工业上普遍采用的是2线制4-20mA的电源输出信号。但是为了更好的处理传感器的信号,目前有许多其他形式的输出信号:3.33MV/V,2MV/V,0-5V,0-10V等等。

图片1

  这张图使用一个250欧姆的电阻将4到20mA的电流信号转换成1到5V的电压信号,然后使用一个RC滤波加一个二极管接到单片机的AD转换引脚。