Как работает передатчик датчика4-20 MA?

4-20 maдавление передатчикаявляется одним из наиболее широко используемых устройств измерения давления в промышленной автоматизации . его рабочее принцип объединяет физическое зондирование, преобразование сигнала и текущие технологии передачи . Ниже приведен подробный разрыв его основного рабочего потока:

1. Стадия определения давления

Чувствительный элемент:
Использует металлическую диафрагму (e . g ., 316L из нержавеющей стали) или кремниевого пьезорезистительного датчика . Когда давление применяется, диафрагма подвергается микро-деформации (эффект деформации) .}}}}}}}}}}

Пьезорезистивный эффект (для полупроводниковых датчиков):
Мост Wheatstone на кремниевой диафрагме меняет сопротивление с давлением, выводя сигнал напряжения на уровне Мигволт, пропорциональный давлению (e . g ., 0-100mv) ., 0-100MV).},0-100MV) .},0-100MV)

2. преобразование и амплификацию сигнала

Обработка сигнала датчика:
Необработанный электрический сигнал усиливается с помощью высокого усилителя (e . g ., усилителя инструментов, подобного INA), чтобы устранить шум и улучшить отношение сигнал / noise .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Конверсия аналогового в цифровое (АЦП):
Некоторые интеллектуальные передатчики сначала преобразуют аналоговый сигнал в цифровой сигнал (e . g ., через 24- бит ADC) для линеаризации микропроцессором .}

3. управление выводом тока

Преобразование напряжения в тока (схема V/I):
Компонент Core представляет собой выделенный IC тока, преобразующий обработанный сигнал в 4-20 ma current:

4 мАсоответствует нулевому давлению (e {{0}} g ., 0 кпа) .

20 мАсоответствует полномасштабному давлению (e . g ., 100 кПа) .

Двухпроводной принцип:

Питание (обычно 24 В постоянного тока) и сигнал совпадают с теми же двумя проводами . 4ma «Живая нулевая точка» обеспечивает как передачу питания, так и передачи сигнала .

Характеристика постоянного тока: текущее значение остается неизменным при сопротивлении линии (для сопротивления нагрузки меньше или равного 250 Ом) .

4. температурная компенсация и линеаризация

Коррекция температуры дрейфа:
Встроенный датчик температуры (e . g ., Pt100) контролирует температуру окружающей среды в реальном времени, компенсируя термический дрейф с помощью алгоритмов .

Нелинейность коррекции:
Микропроцессор применяет полиномиальную подгонку к данным необработанного датчика для обеспечения полномасштабной линейности (e . g ., ± 0 . 1% fs).

5. Профессиональный дизайн

Электромагнитная совместимость (EMC):
Использует экранированные кабели и цепей фильтров (e . g ., π-фильтер) для подавления электромагнитных помех в промышленных средах .

Технология изоляции:
Оптическая или магнитная изоляция предотвращает помехи заземления (общая в средах с высоким шумным) .

Анализ ключевых функций

Типичные приложения

1. управление процессом:
Мониторинг давления нефтяного трубопровода (4ma=без давления, 20ma=10 mpa) .

2. измерение уровня жидкости:
Вычисляет высоту жидкости через гидростатическое давление, с током, пропорциональным уровню .

3. защита оборудования:
Выключение запуска, когда давление на выходе компрессора превышает ограничения (больше или равное 20 мА) .