Kuinka 4-20 MA paine -lähetin toimii?

4-20 mapaine -lähetinon yksi yleisimmin käytetyistä paineenmittauslaitteista teollisuusautomaatiossa . sen toimintaperiaatteessa yhdistyvät fyysinen tunnistus, signaalin muuntaminen ja nykyinen siirtotekniikka . alla on yksityiskohtainen jakautuminen sen ytimen työnkulusta:

1. paineentunnistusvaihe

Havaintoelementti:
Käyttää metallikalvoa (e . g ., 316L ruostumatonta terästä) tai piipi pietsoresisoiva-anturia . Kun painetta kohdistetaan, diafragmi läpäisee mikro-muodonmuutoksen (venymisvaikutus) .}}}}}

Pietsoresistenttivaikutus (puolijohde -antureille):
Piilakalvossa oleva Wheatstone-silta muuttaa vastusta paineen kanssa, mikä lähtee millivoltin tason jännitesignaalille, joka on verrannollinen paineen (E . g ., 0-100mv) .}}}}}}}}}}}

2. signaalin muuntaminen ja monistus

Anturin signaalinkäsittely:
Raaka sähköinen signaali vahvistetaan korkean tarkkuuden vahvistimella (E . g ., instrumentointivahvistin, kuten INA) melun poistamiseksi ja signaali-kohinasuhteen parantamiseksi . parantamaan ja .}}}}

Analoginen-digitaalinen muuntaminen (ADC):
Jotkut älykkäät lähettimet muuntaavat analogisen signaalin ensin digitaaliseksi signaaliksi (. g ., 24- bitti ADC) kautta linearisointia mikroprosessorilla .}}}}}}}}}}.

3. Virran lähtöohjaus

Jännite-virran muuntaminen (V/I-piiri):
Ydinkomponentti on erillinen virta-silmukka-IC, joka muuntaa prosessoidun signaalin 4-20 MA-virtaan:

4Mavastaa nollapainetta (e {{0}} g ., 0 kPa) .

20MAVastaa täysimittaista painetta (e . g ., 100 kPa) .

Kahden johdinperiaate:

Virtalähde (tyypillisesti 24 V DC) ja signaali jakavat samat kaksi johtoa . 4Ma "Live Zero Point" tarjoaa sekä virran että signaalin lähetyksen .

Vakiovirtaominaisuus: Virta-arvo ei vaikuta linjan vastus (kuormitusvastus alle tai yhtä suuri kuin 250Ω) .

4. Lämpötilan kompensointi ja linearisointi

Lämpötilan ajokorjaus:
Sisäänrakennettu lämpötila-anturi (e . g ., pt100) tarkkailee ympäristön lämpötilaa reaaliajassa, kompensoimalla lämpöajoa algoritmien kautta .

Epälineaarisuuden korjaus:
Mikroprosessori soveltaa polynomin sovitusta raaka-anturitietoihin varmistaakseen täysimittaisen lineaarisuuden (e . g ., ± 0 . 1% FS).

5. interferenssin vastainen suunnittelu

Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC):
Käyttää suojattuja kaapeleita ja suodatinpiirejä (e . g ., π-filters) tukahduttaaksesi sähkömagneettiset häiriöt teollisuusympäristöissä .

Eristystekniikka:
Optinen tai magneettinen eristäminen estää maapallon silmukan häiriöitä (yleisiä korkean kohinan ympäristöissä) .

Tärkeimmät ominaisuudet -analyysi

Tyypilliset sovellukset

1. prosessin hallinta:
Öljyputken paineen seuranta (4Ma=ei painetta, 20 mA=10 MPA) .

2. Nestemäinen mittaus:
Laskee nesteen korkeuden hydrostaattisen paineen kautta, ja virta on verrannollinen tasoon .

3. Laitteiden suojaus:
Liiggers sammuu, kun kompressorin poistopaine ylittää rajat (suuremmat tai yhtä suuret kuin 20 mA) .