Как работает токовая петля 4–20 мА?

2024-03-12

Как работает токовая петля 4–20 мА?

Чтобы понять, что такое контур постоянного тока (DC) 4–20 мА и как он работает, нам нужно немного знать математику. Дон'не волнуйся; мы выиграли'Не вникайте в какие-либо передовые формулы электротехники. На самом деле нужная нам формула относительно проста: V = I x R. Это Ом'Закон. Это означает, что напряжение (В) равно току (I), умноженному на сопротивление (R) ("я" расшифровывается как Intensité de Courant, по-французски «Интенсивность тока»). Это фундаментальное уравнение в электротехнике.

Рисунок 1. Простая цепь постоянного тока

Рассмотрим приведенную выше простую цепь постоянного тока, состоящую из источника питания и трех нагрузок. Токовая петля требует напряжения для управления током. Это обеспечивается источником питания, напряжение которого обозначено как Vtot. Затем ток течет через контур, проходя через каждую нагрузку. Падение напряжения на каждой нагрузке можно рассчитать по формуле Ом.'Закон. Падение напряжения V1 на R1 составляет:

Рисунок 2. Ом'Закон

Каждый элемент контура либо обеспечивает напряжение, либо имеет падение напряжения. Однако нынешний,"я" одинаково везде в цикле. Это важнейший принцип контура 4–20 мА. Ток одинаков во всех местах контура. Может быть трудно понять, почему ток остается постоянным, поэтому рассмотрите свой дом.'Система водоснабжения для сравнения. В водопроводных трубах существует определенное давление, которое толкает воду к вашему дому.

Рисунок 3. Аналогия течения/водотока

Аналогичным образом напряжение действует как давление, проталкивая ток через цепь. Когда в вашем доме открывается кран, из него течет вода. Поток воды аналогичен потоку электронов или току. Способность давления проталкивать воду по трубам ограничена изгибами и ограничениями трубы. Эти ограничения ограничивают величину потока в трубе, подобно тому, как резистор ограничивает ток. Поток через трубу, а также ток через провод остаются постоянными во всей системе, хотя давление, а также напряжение падают в различных точках. Вот почему использование тока в качестве средства передачи технологической информации настолько надежно.

Плюсы& Минусы контуров 4–20 мА

Частью проблемы работы в отрасли, где требуется контроль процессов, является определение того, перевешивают ли плюсы минусы. Принятие правильного решения может сэкономить время и деньги.

Плюсы

Токовая петля 4–20 мА является доминирующим стандартом. во многих отраслях.
Это самый простой вариант подключения и настройки.
Он использует меньше проводов и соединений, чем другие сигналы, что значительно снижает затраты на первоначальную настройку.
Лучше подходит для путешествий на большие расстояния, поскольку ток не ухудшается при длинных соединениях, как напряжение.
Он менее чувствителен к фону. электрический шум.
Поскольку 4 мА соответствует выходному сигналу 0 %, обнаружить неисправность в системе невероятно просто.

Минусы

Токовые петли могут передавать только один конкретный сигнал процесса.
Несколько циклов необходимо создавать в ситуациях, когда существует множество переменных процесса, требующих передачи. Прокладка такого большого количества проводов может привести к проблемам с контуры заземления если независимые контуры не изолированы должным образом.
Эти требования к изоляции становятся экспоненциально более сложными по мере увеличения количества петель.

СВЯЗАТЬСЯ