На какое расстояние может передаваться сигнал датчика температуры и влажности в диапазоне 4-20 мА?

На какое расстояние может передаваться сигнал датчика температуры и влажности в диапазоне 4-20 мА?

В последние годы, с развитием технологий и общества, возрос спрос на интеллектуальные решения в промышленном и сельскохозяйственном производстве, а также в повседневной жизни. Для повышения уровня интеллектуальности в этих отраслях, такие индикаторы, как «влажность» и «температура», были внедрены в системы мониторинга во всех сферах жизни, и датчики температуры и влажности все чаще используются в различных отраслях промышленности.

Датчик температуры и влажности — это устройство, способное преобразовывать температуру и влажность в электрические сигналы, которые легко измерить и обработать. Устройство, преобразующее физические величины в электрические сигналы, называется передатчиком. Наиболее распространенный в отрасли тип — это устройство, использующее ток 4-20 мА для передачи аналоговых величин.

Почему используется ток 4-20 мА?

Причина использования сигнала тока заключается в том, что он менее подвержен помехам. Внутреннее сопротивление источника тока бесконечно, а сопротивление последовательно включенного в цепь провода не влияет на точность, и он может передавать сотни метров по обычной витой паре. Верхний предел составляет 20 мА из-за требований взрывозащиты: энергии искры, возникающей при включении/выключении тока 20 мА, недостаточно для детонации газа. Причина, по которой нижний предел не установлен на 0 мА, заключается в возможности обнаружения обрыва: при нормальной работе он не будет ниже 4 мА. При обрыве линии электропередачи из-за неисправности ток в цепи падает до 0. В качестве порогового значения для срабатывания сигнализации об обрыве часто используется 2 мА. Этому есть две причины. Одна из причин — предотвращение помех, другая — использование двухпроводной системы в схеме 4-20 мА, то есть одновременно сигнального и силового проводов, а ток 4 мА обеспечивает статическое рабочее напряжение цепи для передатчика.

На какое расстояние может передаваться сигнал тока 4-20 мА от датчика температуры и влажности?

Факторы помех:

①Это связано с уровнем напряжения возбуждения;

②Это связано с минимальным рабочим напряжением, допустимым для передатчика;

③Это связано с резистором, отводящим напряжение и используемым устройством на плате для сбора тока. Размер резистора зависит от этого;

④Это связано с величиной сопротивления провода. Используя эти четыре взаимосвязанные величины, можно рассчитать теоретическое расстояние передачи сигнала тока 4-20 мА.

Среди них Uo — напряжение питания передатчика, и необходимо обеспечить, чтобы Uo≥Umin при полной нагрузке (ток Iu003d20mA).

То есть: Согласно этой формуле, максимальное сопротивление провода можно рассчитать, когда передатчик работает при самом низком рабочем напряжении. Предположение:

Известные значения: Ueu003d24V, Iu003d20mA, RLu003d250Ω, Uminu003d12V. Рассчитайте максимальное значение r, равное 175Ω:

Согласно формуле расчета сопротивления проволоки, среди них:

ρ—— удельное сопротивление (удельное сопротивление меди = 0,017, удельное сопротивление алюминия = 0,029)

L — длина линии (единица измерения: метр)

S — сечение линии (единица измерения: квадратный миллиметр)

Примечание: значение сопротивления пропорционально длине и обратно пропорционально площади поперечного сечения. Чем длиннее провод, тем больше сопротивление, и чем толще провод, тем меньше сопротивление.

В качестве примера возьмем медную проволоку, ρu003d 0,017 Ом·мм²/м, то есть сопротивление медной проволоки с площадью поперечного сечения u200bu200b1 мм² и длиной 1 м составляет 0,017 Ом. Тогда длина проволоки 175 Ом, соответствующая 1 мм², равна 175/0,017u003d10294 (м).

Таким образом, теоретически передача сигнала 4-20 мА может достигать десятков тысяч метров (в зависимости от таких факторов, как различное напряжение возбуждения и минимальное рабочее напряжение передатчика).

Тогда почему сигнал постоянного напряжения не подходит для передачи на большие расстояния?

В стандарте «GB/T 3369.2-2008 Аналоговые сигналы для систем управления технологическими процессами. Часть 2: Сигналы постоянного напряжения» описано следующее: «В отличие от аналоговых сигналов постоянного тока, указанных в GB/T 3369.1-2008, указанный аналоговый сигнал постоянного напряжения не следует использовать для передачи на большие расстояния». Основная причина заключается в том, что сигнал напряжения будет ослаблен после передачи на большие расстояния и подвержен помехам.

Если вы ищете эффективный и безопасный способ обслуживания OEM-датчиков, то системы мониторинга окружающей среды на основе датчиков — это наилучший вариант.

Перейдите по ссылке Rika Sensors, чтобы приобрести продукцию высочайшего качества от одного из ведущих производителей штата.

Наша компания специализируется на производстве сенсорных решений, особенно OEM-сенсоров.

В зависимости от используемых датчиков OEM, устройство выпускается в самых разнообразных вариантах исполнения и системах мониторинга окружающей среды.