4-20 matlakový vysílačje jedním z nejpoužívanějších zařízení pro měření tlaku v průmyslové automatizaci . Jeho pracovní princip kombinuje fyzické snímání, konverzi signálu a aktuální přenosové technologie . níže je podrobný rozpis základního pracovního postupu:
1. fáze snímání tlaku
Snímací prvek:
Používá kovovou membránu (E . g ., 316L z nerezové oceli) nebo křemíkový piezorestistický senzor . Když je tlak vyvíjen, podstoupí mikro-deformaci) . .
Piezorezististický účinek (pro polovodičové senzory):
Most Wheatstone na křemíkovém membránu mění odpor s tlakem a vydává napěťový signál na úrovni Millivolt úměrný tlaku (E {}} G ., {{{{{{}}-100mv) .
2. konverze a zesílení signálu
Zpracování signálu senzoru:
Surový elektrický signál je zesílen vysoce přesným zesilovačem (E . G ., instrumentační zesilovač jako INA), aby se odstranil šum a zlepšil poměr signál-šum .
Konverze analogové k digitálnímu (ADC):
Některé inteligentní vysílače nejprve převedou analogový signál na digitální signál (e . g ., přes 24- bit ADC) pro linearizaci mikroprocesorem .
3. Aktuální ovládání výstupu
Konverze napětí k proudu (obvod V/I):
Základní komponentou je vyhrazená ic smyčka proudu, která převádí zpracovaný signál na 4-20 MA proud:
4maOdpovídá nulovému tlaku (E {{0}} G ., 0 KPA) .
20 mAOdpovídá tlaku v plném měřítku (e . g ., 100 kPa) .
Princip dvouvodičů:
Napájecí zdroj (obvykle 24V dc) a signál sdílejí stejné dva dráty . 4Ma "Live Zero Point" poskytuje přenos napájení i signálu .
Charakteristika konstantního proudu: Aktuální hodnota zůstává ovlivněna odporem linky (pro odpor zatížení menší než nebo roven 250Ω) .
4. Kompenzace a linearizace teploty
Korekce driftu teploty:
Vestavěný teplotní senzor (E . G ., PT100) Monitoruje teplotu okolního okolí v reálném čase, kompenzující tepelný drift prostřednictvím algoritmů .
Korekce nelinearity:
Mikroprocesor aplikuje polynomiální přizpůsobení na data surového senzoru, aby byla zajištěna linearita v plném měřítku (E . G ., ± 0 . 1% FS).
5. Návrh anti-interference
Elektromagnetická kompatibilita (EMC):
Používá stíněné kabely a filtrační obvody (E . G ., π-filtry) k potlačení elektromagnetického rušení v průmyslovém prostředí .
Izolační technologie:
Optická nebo magnetická izolace zabraňuje rušení pozemní smyčky (běžné v prostředí s vysokým šumem) .
Analýza klíčových funkcí
|
Funkce |
Popis |
|
Live Zero Point (4Ma) |
Rozlišuje napájení zařízení (0 ma) od rozbití signálu (<3.8mA triggers an alarm). |
|
Úspora nákladů na úsporu nákladů |
Eliminuje samostatné napájecí zapojení, zjednodušující instalaci (zejména pro vzdálený přenos, až 1 km nebo více) . |
|
Vnitřní bezpečnost |
Počáteční proud 4MA zabraňuje jiskrám, takže je vhodný pro nebezpečné oblasti (vyžaduje bezpečnostní bariéru) . |
Typické aplikace
1. Řízení procesu:
Monitorování tlaku na potrubí potrubí (4Ma=Žádný tlak, 20Ma=10 mPa) .
2. Měření úrovně kapaliny:
Vypočítává výšku kapaliny hydrostatickým tlakem, s proudem úměrný úrovni .
3. Ochrana zařízení:
Spuštění vypnutí, když tlak kompresoru přesahuje limity (větší nebo roven 20 mA) .
