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变送器为什么采用直流4~20ma输出?

1、首先是从现场应用的安全考虑安全重点是防爆,上限20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。同时有恶意把维持仪表正常工作的静态和动态功耗降低到最低限度。输出4~20mADC标准信号的变送器,其电源电压通常采用24VDC,采用直流电压的主要原因是可以不使用容量较大的电容及电感,只需考虑变送器与控制室仪表连接导线的分布电容及电感,如2mm_的导线其分布电容约为0.05μF/km;对于单线的电感约为0.4mH/km;大大低于引爆氢气的数值,这对防爆非常有利。2、传送信号用电流源优于电压源因为现场与控制室之间的距离较远,连接电线的电阻较大时,如果用电压源信号进行远传,由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压,则会产生较大的误差;如果选用电流源信号进行远传,只要传送回路不出现分支,回路中的电流就不会随电线长短而改变,从而保证了传送的精度。另外,工业现场的噪声电压的幅度可能达到数V,但噪声的功率很小,所以噪声电流通常为nA级别,给4-20mA传输带来的误差非常小;电流源内阻趋于无穷大,导线电阻串联在回路中不影响精度,因此在普通双绞线上可以传输数百米;由于电流源的大内阻和恒流输出,在接收端只需放置一个250欧姆的电阻就可以获得可达5V的采样电压,同时nA级的电流噪声对低输入阻抗的接收器产生的电压噪声非常微弱。3、信号最大电流选择20mA的原因最大电流选择20mA是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。安全火花仪表只能采用低电压、低电流,4~20mA电流和24VDC对易燃氢气也是安全的。对于24VDC氢气的引爆电流为200mA,远大于20mA。此外,选择20mA还综合考虑生产现场仪表之间的连接距离及所带负载等因素,还有功耗及成本问题,对电子元件的要求,供电功率的要求等因素。4、信号起点电流选择4mA的原因输出为4~20mA的变送器以两线制的居多,两线制即电源、负载串联在一起,有一公***点,而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。为什么起点信号不是0mA?这是基于两点:1.一些变送器电路没有静态工作电流无法工作。2.信号起点电流4mADC,不与机械零点重合,这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。