怎么办理4至20mA电流环路中的压降？怎么样确认环路的恰当电源电压？

来源：开云的网站是多少    发布时间：2024-04-06 15:36:40

  4 至 20 mA 电流环路是一种十分牢靠的规范。电流环路是数据传输的抱负挑选，因为它们固有的对电噪声不灵敏。规划4至20 mA电流环路仅仅办理环路周围的压降。压降发生在导线、

  导线 依据欧姆定律，导线中的压降与流过它的电流成正比，电流 x 电阻等于电压。表1显现了一般导线的电阻。

  变送器耗费 7 至 15 VDC的环路电压（详细取决于类型）来为自己供电。

  最终，控制器的负载电阻将环路电流转化为电压，以便于信号处理。最常见的是运用250欧姆电阻将环路电流转化回电压。在 4 mA 时，一个 250Ω 电阻压降 1 V;在 12 mA 时，250 欧姆电阻器压降 3 伏，在 20 mA 时，250 欧姆电阻器压降 5 伏。负载电阻可所以控制器内部或外部。

  ANSI/ISA-50.1-1982（R1992）进程仪器模仿信号兼容性规则负载电阻应为250Ω，而能够正常的运用50至1，000Ω的电阻值。要正确规划电流环路，您有必要知道控制器电阻的值。

  许多低成本 HVAC/R 控制器不包括专用电源或工厂装备的 4 至 20 mA 信号输入。一起，业界许多最好的传感器仅供给4至20 mA输出。下一页的图2显现了怎么为没有专用电源或4至20 mA信号输入的控制器创立4至20 mA电流环路电路。

  24 VAC 变压器为控制器和 BAPIVC350A 电流环路电源供电（未显现变压器的初级高压接线A 应尽或许挨近控制器装置。VC350A 的正输出经过电缆衔接到变送器的赤色或正极端子。变送器的黑色或信号端子衔接到控制器的模仿输入。

  负载电阻从模仿输入端衔接到地。假如控制器的模仿输入装备为0-5 VDC，则负载电阻应为250Ω。信号电压在 4 mA 时为 1 伏，在 20 mA 时为 5 伏。假如控制器的模仿输入装备为0-10 VDC，则负载电阻应为500Ω。信号电压在 4 mA 时为 2 V，在 20 mA 时为 10 V。

  在上面的回路暗示图中，BAPI传感器正在丈量外部空气的湿度。DDC 控制器坐落地下室，而湿度传感器坐落房顶。两者经过 1，600 英尺的 22 号双绞线衔接。

  控制器没有外围电源或专用的 4 至 20 mA 输入。因而，需求外部电源和负载电阻。4 至 20 mA 变送器是上面说到的 BAPI 传感器，而电流环路电源是设置为 24 VDC 的 BAPI VC350A 电压转化器。

  电线在没有空调的设备轴中运转。设备轴永久都不或许低于 32°F （0°C），但在夏天它们或许会变得高达 140°F （60°C）。铜的温度系数为每摄氏度+0.393%。这在某种程度上预示着假如温度上升 1°C，电阻将添加 0.393%。上图中的导线°C时电阻的添加等于：

  BAPI 湿度变送器在 20 mA 时压降至少为 15 V，而 250Ω 控制器电阻在 20 mA 时压降 5 V。将一切压降相加等于：

  电源设置为 24 伏。额外的 2.805 伏特去哪儿了？它落在发射器上。一切未经过电线或控制器电阻压降的电压都会压降到变送器自身。

  因而，在最大信号电流为 20 mA 时，发射器上的总压降为 17.802 伏（24 伏 – 1.195 伏 – 5 伏 = 17.802 伏）。让发射器比其最低额外值（15 伏）多降几伏仅仅很好的工程实践。它能够在衔接氧化和老化时维护电流环路的完整性。

  还有必要在最小电阻和最小信号电流4 mA下核算压降，以保证不会要求变送器压降超越其最大额外值。

  运转铜线°C。铜的温度系数为每摄氏度+0.393%，因而下降1°C将使电阻下降0.393%。图2原理图中的导线°C时的电阻下降等于：

  湿度变送器至少压降 15 伏，而 250 Ω 控制器电阻在 4 mA 时压降 1 伏。将一切压降相加等于：

  将电源设置为 24 伏时，发射器下降 22.81 伏（24 伏 – 0.19 伏 – 1 伏 = 22.81 伏）。BAPI 湿度变送器的最大额外电压降为 24 伏。因而，变送器两头的压降挨近其最大标准，但在最小电阻和最小信号电流下仍处于公役范围内。

  逻辑控制器具有高达36VDC的电源，答应十分长的电流环路。在上面的比如中，36VDC电源会在变送器上发生高于其最大额外值的压降。运用36VDC电源的仅有办法是在环路中放置一两个电阻以耗费额外的电压。只需保证不要在低端过火，不然您将无法到达 20 mA 信号点。一个 50Ω 电阻在 20 mA 时会压降 1 V，在 4 mA 时会压降 0.2 V。

  BAPI的一些电流发射器是三线设备，而不是两线设备。三线制变送器与两线制变送器显着不同。三线制变送器从体系电源耗费的电流将超越20 mA信号电流，因为变送器自身需求一些电流才干作业。

  因为BAPI-Stats丈量占用的空间，因而无需核算因为温度动摇大而导致的接线°F） 电阻即可。假如 BAPI-Stat 间隔运用 22 号线 英尺，而且信号电流为 20 mA，则从电源线到 BAPI-Stat 的压降为：

  任何大于 20.2 VDC 的体系电源都将答应彻底信号。因为3线制变送器电源引脚上的电压绝大多数都是稳定的，不受信号电流水平的影响，因而不用核算信号电流为4 mA时的压降。只需电源的电压大于20 mA信号电流下环路周围的电压降，而且低于变送器自身的最大额外电压，那么电源电压就规划正确。

  BAPI-Stat还可供给两个独立的4至20 mA信号。在这种情况下，核算压降并正确调整电源巨细与前面的示例十分类似。BAPI-Stat自身需求10 mA电流才干作业。

  因而，当每个信号为4 mA输出时，BAPI-Stat从体系电源耗费18 mA电流。当每个信号输出为20 mA时，BAPI-Stat从体系电源耗费50 mA。

  16.14Ω x （250Ft/1000Ft） x 50mA = 0.20 V

  第二个信号通道与第一个通道并联，因而不需求将其添加到环路周围的压降中。250 欧姆接收器电阻在 20 mA 时压降 5 伏，BAPI-Stat 的最低电压为 15 VDC，因而环路周围的电压为：

  因为3线制变送器电源引脚上的电压绝大多数都是稳定的，不受信号电流水平的影响，因而不用核算信号电流为4 mA时的压降。只需电源电压大于20 mA信号电流下环路周围的压降，而且低于变送器自身的最大额外电压，则电源电压规划正确。