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剖析横河变送器易忽略的传送信号原理

发布时间: 2019-11-28  点击次数: 148次

横河变送器是以4-20mA为传送信号,当然大多数客户都不会考虑为什么会是4-20mA这个标准,德科蒙下面具体解析其原因。横河变送器是从电流起止点、传送信号用电流源优于电压源和现场应用的安全性等三个方面综合考虑决定的。
一、电流起止点
1、信号大电流选择20mA
横河变送器大电流20mA的选择是基于安全、实用、功耗、成本的考虑,因为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。除此之外,还要综合考虑生产现场仪表之间的连接距离、功耗及成本问题、对电子元件的要求、所带负载以及供电功率的要求等各类因素。
2、信号起点电流选择4mA
输出为4-20mA的横河变送器以两线制的居多,两线制即电源、负载串联在起,有限公共点,而现场横河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?
原因有两点:横河变送器电路没有静态工作电流将无法工作,信号起点电流4mADC就是横河变送器的静态工作电流;其次仪表电气零点为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。
二、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,横河变送器如果用电压源信号远传,由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压,将产生较大的误差。如果用电流源信号作为远传,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。
三、现场应用的安全考虑
输出4-20mA标准信号的横河变送器,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用大容量的电容器,因为在防爆场合仪表的滤波电容超过50μF就很危险了。安全重点是以防爆安全火花型仪表来考虑的,并以控制仪表能量为前提,把维持仪表正常工作的静态和动态功耗降低到低限度。
横河变送器只用较小容量的电容器及电感器,就只需考虑横河变送器与控制室仪表连接导线的分布电容及电感,如2mm2的导线其分布电容为0.05μF/km左右;对于单线的电感为0.4mH/km左右;大大低于引爆氢气的数值,显然这对防爆是非常有利的。

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