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剖析橫河變送器易忽略的傳送信號(hào)原理
橫河變送器是以4-20mA為傳送信號(hào)，當(dāng)然大多數(shù)客戶(hù)都不會(huì)考慮為什么會(huì)是4-20mA這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，德科蒙下面具體解析其原因。橫河變送器是從電流起止點(diǎn)、傳送信號(hào)用電流源優(yōu)于電壓源和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的安全性等三個(gè)方面綜合考慮決定的。
一、電流起止點(diǎn)
1、信號(hào)大電流選擇20mA
橫河變送器大電流20mA的選擇是基于安全、實(shí)用、功耗、成本的考慮，因?yàn)榘踩鸹▋x表只能采用低電壓、低電流，4-20mA電流和24VDC對(duì)易燃?xì)錃庖彩前踩?。除此之外，還要綜合考慮生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)儀表之間的連接距離、功耗及成本問(wèn)題、對(duì)電子元件的要求、所帶負(fù)載以及供電功率的要求等各類(lèi)因素。
2、信號(hào)起點(diǎn)電流選擇4mA
輸出為4-20mA的橫河變送器以?xún)删€(xiàn)制的居多，兩線(xiàn)制即電源、負(fù)載串聯(lián)在起，有限公共點(diǎn)，而現(xiàn)場(chǎng)橫河變送器與控制室儀表之間的信號(hào)聯(lián)絡(luò)及供電僅用兩根電線(xiàn)。為什么起點(diǎn)信號(hào)不是0mA?
原因有兩點(diǎn)：橫河變送器電路沒(méi)有靜態(tài)工作電流將無(wú)法工作，信號(hào)起點(diǎn)電流4mADC就是橫河變送器的靜態(tài)工作電流；其次儀表電氣零點(diǎn)為4mADC，不與機(jī)械零點(diǎn)重合，這種“活零點(diǎn)”有利于識(shí)別斷電和斷線(xiàn)等故障。
二、傳送信號(hào)用電流源優(yōu)于電壓源
因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)與控制室之間的距離較遠(yuǎn)，連接電線(xiàn)的電阻較大時(shí)，橫河變送器如果用電壓源信號(hào)遠(yuǎn)傳，由于電線(xiàn)電阻與接收儀表輸入電阻的分壓，將產(chǎn)生較大的誤差。如果用電流源信號(hào)作為遠(yuǎn)傳，只要傳送回路不出現(xiàn)分支，回路中的電流就不會(huì)隨電線(xiàn)長(zhǎng)短而改變，從而保證了傳送的精度。
三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的安全考慮
輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的橫河變送器，其電源電壓通常采用24VDC，采用直流電壓的主要原因是可以不用大容量的電容器，因?yàn)樵诜辣瑘?chǎng)合儀表的濾波電容超過(guò)50μF就很危險(xiǎn)了。安全重點(diǎn)是以防爆安全火花型儀表來(lái)考慮的，并以控制儀表能量為前提，把維持儀表正常工作的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功耗降低到低限度。
橫河變送器只用較小容量的電容器及電感器，就只需考慮橫河變送器與控制室儀表連接導(dǎo)線(xiàn)的分布電容及電感，如2mm2的導(dǎo)線(xiàn)其分布電容為0.05μF/km左右；對(duì)于單線(xiàn)的電感為0.4mH/km左右；大大低于引爆氫氣的數(shù)值，顯然這對(duì)防爆是非常有利的。