流量计系列产品
 
 

两线制4~20mA变送器的电流信号究竟能传多远

发布时间:2017-12-18
 

前言:两线制4~20mA电流信号能传多远,常碰上有人号称“理论上”而妄下断言
1、两线制4~20mA变送器的电流信号究竟能传多远呢?
①、与激励电压高低有关,
②、与变送器允许的最小工作电压有关,
③、与板卡设备采集电流用的取压电阻大小有关,
④、与导线电阻的大小有关
通过这四项有关量,可以计算出4~20mA电流信号的理论传输距离
2、要使4~20mA信号,无损失在两线回路里传输,必须满足欧姆定律,即满足:(激励电压-变送器允许的最小工作电压)≥ 输出电流×电流环路总电阻
当输出电流I=20mA,即0.02A时,上式取等号,则:
电流环路总电阻=(激励电压-变送器允许的最小工作电压)÷0.02
将这个计算值记作r,
即r=(激励电压-变送器允许的最小工作电压)×50 , 单位Ω
这个r,业界称之为电流信号的负载电阻,也就是电流信号的最大带载能力
3、业界为啥要特意给出这个r的计算式呢?
那是由于:4~20mA电流信号能传多远,实质是实际电阻,与r比大小的问题,
当环路实际总电阻>r时,就算传输距离为0,变送器也是没办法输出20mA电流的,
当环路实际总电阻=r时,变送器输出20mA电流,传输距离只能为0米,(超导除外)
当环路实际总电阻<r时,变送器输出20mA电流,才能在环路中有效传输若干米,
①、由于板卡采集电流用的取压电阻为定值,故导线电阻大小,决定着传输距离的长短
②、导线电阻越小,信号传输的距离越远
③、导线若是超导,电阻≈0,那电流传到美国去也不是事,传到火星去也木问题 ,
综上:电流环路的总电阻R,必须满足R≤r ,否则4~20mA信号,无法正常传输    
4、电流环路的总电阻R,由板卡设备上,采集电流信号的取压电阻R1,和导线电阻R2组成
取压电阻R1,多见250Ω、150Ω、100Ω、50Ω,而今流行100Ω~40Ω等小电阻取压
导线电阻R2=电导率×导线总长度÷导线横截面积=单位长度电阻×导线总长度=单位长度电阻×传输距离×2
5、编个小题算一算,4~20mA电流信号的理论传输距离L(单位千米)
帅克转手倒卖的2.5平方毫米双绞线,每1000米的电阻=7.5Ω ,用此导线传输信号
帅克自研自造的SC322无零漂压力变送器, ,最小允许激励电压=10VDC
DCS板卡上采集电流用的取压电阻R1=100Ω
DCS板卡上的供电电压=24VDC
计算如下:     
①、先计算变送器的负载电阻r,r=(24-10)×50=700 Ω
②、再写出环路总电阻R的算式,R=R1+R2=100+7.5×L×2=100+15L 单位Ω
③、由于有R≤r,即(100+15L )≤ 700
计算得:L ≤ 40千米,即最大传输距离为40000米
6、呵呵呵,40000米,看清没?只要有钱布线,从西安城传到长安县,没问题呀。