4-20mA的信號最遠(yuǎn)能傳多少米
有的人可能會說:發(fā)送4-20mA.DC電流信號的儀表都具有恒流特性，采用電流源傳送，其精度與導(dǎo)線的電阻不是無關(guān)嗎?既然這樣還用討論4-20mA.DC信號的傳送距離嗎?! K9 ?: L: e4 W: q; \# \
但以上的說法是針對特定條件而言的，應(yīng)看到當(dāng)儀表供電電源電壓低至一定程度或?qū)Ь€電阻大到一定程度時(shí)，4-20mA.DC電流傳送信號將產(chǎn)生誤差。因此我們討論的是4-20mA.DC信號在保證規(guī)定的精度下的傳送距離，討論傳送距離實(shí)質(zhì)就是確定電流源儀表連接導(dǎo)線的最大長度。
% n9 `1 Q7 P" E3 B 決定電流源儀表導(dǎo)線長度的參數(shù)有:負(fù)載電阻RL及連接導(dǎo)線的電阻r；供電電壓Vo及其波動范圍△V;- E0 U$ N, t# D c/ a0 s5 |- o
儀表的最大輸出電流Imax;儀表能維持最大工作電流時(shí)的最低供電電壓Vmin。
2 W6 i0 \4 t* b R 已知:RL=250Ω，
1 Q9 o) e/ `& M' B Vo=24V.DC 其允許誤差為24V +10% -5%,
" K' W# Y9 J) c" _, L 電源允許波動△V=24V*5%=1.2V, Imax=20mA=0.02A,1 x" l1 E2 K# g8 O3 ^( a% w/ v) X/ b
最低供電電壓Vmin各種型號儀表的此值是不相同的，因?yàn)檫@個(gè)參數(shù)還與電子元件的特性有關(guān)系，從產(chǎn)品樣本來看，有的儀表最低的可達(dá)12V(但是指無負(fù)載時(shí))，大多儀表在15--17V之間的居多；在此筆者取16.28V。) g# _. L/ q4 G$ M. h4 k
即 Vmin=16.28≤24-1.2-0.02(250+r)
" I- C- x5 L" O 則連接導(dǎo)線的電阻 r=24-1.2-16.28/0.02-250=76Ω: u! R; ~* z% H; D; H2 K$ m4 P
儀表連接電線用的是銅線，其截面大多選擇S=1.5和0.8mm2的居多，在《電工手冊》上有銅電線在20℃和75℃時(shí)的電阻系數(shù)，在選擇銅導(dǎo)線時(shí)應(yīng)考慮到使用現(xiàn)場的環(huán)境情況，因此最好選擇75℃時(shí)的電阻系數(shù)來計(jì)算較妥。已知t=75℃時(shí)銅的電阻系數(shù)ρ=0.0217Ω.mm2/m。
( m3 |5 D" F9 {1 j4 Z/ B 根據(jù)L=Sr/ρ 就可計(jì)算出銅導(dǎo)線的最大長度。
% O0 S7 d5 Z/ P* s 用標(biāo)稱截面1.5mm2導(dǎo)線時(shí)L=1.5*76/0.0217=5253m
) `, M' x6 Y& K' [( D* _- E 用標(biāo)稱截面0.8mm2導(dǎo)線時(shí)L=0.8*76/0.0217=2801m0 _, T+ I' ~; d7 d' I8 L: X
因?yàn)閮x表的接線往返是兩根線，所以計(jì)算結(jié)果應(yīng)除2即:
- T- v3 i6 r6 T- U; T5 s 用標(biāo)稱截面1.5mm2導(dǎo)線時(shí)L1=5253.5／2=2626m
2 m" Y- j. r' \& Z3 d' G 用標(biāo)稱截面0.8mm2導(dǎo)線時(shí)L2=2801.8／2=1400m" w1 r) K. d6 U Z
在實(shí)際應(yīng)用中決定導(dǎo)線的真實(shí)長度要比計(jì)算值略低才行，因?yàn)殡娋€的標(biāo)稱截面幾乎都是偏高的。如果遇到現(xiàn)場距離超過上述的長度時(shí)，可采取以下措施:增大電線的線徑，來減少導(dǎo)線電阻；適當(dāng)調(diào)高儀表的供電電壓。% E/ ?) c# S3 d) x* r
有的網(wǎng)友會說，我的現(xiàn)場實(shí)際接線長度并不太長，但在使用中仍無法正常使用，哪又是什么原因呢?究其原因，可能是:* h7 i4 F( _! y1 Y$ x
1．電流傳送信號導(dǎo)線過長時(shí)，沒有采取必要的屏蔽措施，或者沒有遵守一點(diǎn)接地規(guī)則而引入了干擾。
* t$ m/ ]$ h0 l4 ~8 k2 r 2．在一個(gè)系統(tǒng)中應(yīng)選擇電位最低的一點(diǎn)作為信號的公共點(diǎn)，在電單儀表中，24V電源的負(fù)線電位最低，它就是信號公共線。因此在電流傳送的一對信號線中，其電位較低的一根，即信號負(fù)線應(yīng)在發(fā)送儀表的輸出處與24V負(fù)線相連。如果接線錯(cuò)誤或漏接而造成信號負(fù)線浮空而引入了干擾。
