壓力變送器的傳統輸出直流電信號有0-5V、0-10V、1-5V、0-20mA、4-20mA等,目前zui廣泛采用的是用4~20mA電流來(lái)傳輸模擬量。工業(yè)上zui廣泛采用的是用4~20mA電流來(lái)傳輸模擬量。采用電流信號的原因是不容易受干擾。并且電流源內阻無(wú)窮大,導線(xiàn)電阻串聯(lián)在回路中不影響精度,在普通雙絞線(xiàn)上可以傳輸數百米。
信號zui大電流選擇20MA的原因:zui大電流20MA的選擇是基于:安全、實(shí)用、功耗、成本的考慮。安全火花儀表只能采用低電壓、低電流;綜合考慮生產(chǎn)現場(chǎng)儀表之間的連接距離,所帶負載等因素;還有就是功耗及成本問(wèn)題,對電子元件的要求,供電功率的要求等因素。
信號起點(diǎn)電流選擇4mA的原因:4-20MA壓力變送器兩線(xiàn)制的居多,兩線(xiàn)制即電源、負載串聯(lián)在一起,有一公共點(diǎn),而現場(chǎng)變送器與控制室儀表之間的信號聯(lián)絡(luò )及供電僅用兩根電線(xiàn)。為什么起點(diǎn)信號不是0MA?這是基于兩點(diǎn):1.變送器電路沒(méi)有靜態(tài)工作電流將無(wú)法工作,信號起點(diǎn)電流4mA.DC就是變送器的靜態(tài)工作電流。2.同時(shí)儀表電氣零點(diǎn)為4mA.DC,不與機械零點(diǎn)重合,這種“活零點(diǎn)”有利于識別斷電和斷線(xiàn)等故障。
一般儀器儀表的信號電流都為4-20mA,指zui小電流為4mA,zui大電流為20mA。傳輸信號時(shí)候,要考慮到導線(xiàn)上也有電阻,如果用電壓傳輸則會(huì )在導線(xiàn)的產(chǎn)生一定的壓降,那接收端的信號就會(huì )產(chǎn)生一定的誤差了!所以使用電流信號作為變送器的標準傳輸!雙絞線(xiàn)特性阻抗是50歐姆左右,相隔1CM寬的0.2平方毫米的導線(xiàn)特性阻抗300歐姆左右,所以負載電阻選擇50-300歐姆比較理想,為了AD轉換方便,負載電阻上的信號zui大量程值一般5-10V比較合適,那么權衡所有,負載電阻250歐姆,電流20mA,負載壓降5V比較滿(mǎn)意。那么為什么選擇4-20mA而不是0-20mA呢?為了減少接線(xiàn)的復雜性,傳感器選擇2線(xiàn)要比多線(xiàn)簡(jiǎn)單的多,2線(xiàn)既要傳輸信號,又要給傳感器供電,所以設計者從中盜竊4mA電流給傳感器放大電路供電,這樣4-20mA的標準就確定了。