時(shí)間:2020-11-23 作者:眾山科技
由于電流信號的使用不易受到干擾,且電流源內阻無(wú)窮大,導線(xiàn)電阻串聯(lián)在電路中不影響精度,在普通雙絞線(xiàn)上可傳輸數百米。
由于工業(yè)現場(chǎng)的噪聲電壓幅值可達數V,但噪聲功率很弱,所以噪聲電流一般小于nA級,因此4-20毫安傳輸所帶來(lái)的誤差很小;
該電流源內阻趨于無(wú)限大,導線(xiàn)電阻在回路中串聯(lián)時(shí)不會(huì )影響精度,因此在普通雙絞線(xiàn)上可傳輸數百米;由于該電流源具有較大的內阻和恒流輸出,在接收端,我們只需放置一個(gè)250歐姆的電阻,即可獲得0-5V電壓,而采用低輸入阻抗接收器的好處是,nA級輸入電流噪聲只會(huì )產(chǎn)生非常微弱的電壓噪聲。
最大值為20毫安是由于防爆要求:20毫安電流通斷產(chǎn)生的火花能量不足以引燃瓦斯。下界不取0mA是因為可以檢測到斷線(xiàn):正常情況下不低于4mA,當傳輸線(xiàn)由于故障中斷時(shí),環(huán)路電流下降到0。斷路器通常取2毫安為報警值。該變送器是把物理量轉換成4~20毫安的電流輸出,必須有外部電源為其供電。最為典型的是,一個(gè)傳送器需要兩條電力線(xiàn),再加上兩條電流輸出線(xiàn),總共要接4條線(xiàn),稱(chēng)為四線(xiàn)傳送器。
自然地,電流輸出可以與電源共用一根線(xiàn)共用VCC或GND,這樣就可以節省一根線(xiàn),被稱(chēng)為三線(xiàn)制變送器。事實(shí)上,你可能會(huì )注意到,4-20mA的電流本身就能驅動(dòng)一個(gè)變送器。
傳感器相當于電路中的一個(gè)特殊負載,特別是它的耗電電流在4~20毫安之間,這取決于傳感器的輸出。只需將顯示儀表串入電路。該發(fā)射機只需要外接2根導線(xiàn),因此稱(chēng)為二線(xiàn)制發(fā)射機。工流環(huán)的標準下限是4mA,所以只要在量程范圍內,發(fā)射器的電源至少為4mA。
所以,4-20mA的信號輸出一般都不容易受到干擾,且安全可靠,所以工業(yè)上普遍采用的是2線(xiàn)制4-20mA的電源輸出信號。但是為了更好的處理傳感器的信號,目前有許多其他形式的輸出信號:3.33MV/V,2MV/V,0-5V,0-10V等等。
這張圖使用一個(gè)250歐姆的電阻將4到20mA的電流信號轉換成1到5V的電壓信號,然后使用一個(gè)RC濾波加一個(gè)二極管接到單片機的AD轉換引腳。