工業(yè)現(xiàn)場測量儀表(如物位、壓力、溫度、流量、角度等測量儀表)普遍采用二線制4-20mA輸出方式來向控制中心傳送現(xiàn)場測量結(jié)果。磁翻板液位計(jì)變送器就是把現(xiàn)場液位高度通過4~20mA電流來模擬傳輸至控制中心,即變送器將具體液位量值轉(zhuǎn)換成模擬量電信號傳輸?shù)竭h(yuǎn)處控制室或顯示設(shè)備上。工業(yè)上,用4~20mA電流來傳輸模擬量已經(jīng)被**采用。那么磁翻板液位計(jì)變送器二線制4-20mA輸出方式的傳輸距離到底有多遠(yuǎn)呢?
當(dāng)儀表供電電源低至一定程度或?qū)Ь€電阻大到一定程度時(shí),二線制4-20mA電流傳送信號將產(chǎn)生誤差。因此,二線制4-20mA輸出方式的傳輸距離取決于以下參數(shù):負(fù)載電阻RL、連接導(dǎo)線的電阻r、供電電壓VO及其波動范圍△V。
假設(shè)儀表的ZUI大輸出電流為Imax,儀表能維持**工作電流時(shí)的ZUI低供電電壓為Vmin,RL=250Ω,
VO=24V,
電源允許波動△V=24×5%=1.2V
Imax=20mA=0.02A
ZUI低供電電壓Vmin由于各種型號儀表不同,在此,取16.28V(大多數(shù)儀表的平均值)。
即Vmin=16.28≤24-1.2-0.02(250+r)
則連接導(dǎo)線的電阻r=24-1.2-16.28/0.02-250=76Ω
由于儀表連接電線用的是銅線,其截面大多選擇S=1.5mm2和S=0.8mm2的居多,根據(jù)《電工手冊》中的數(shù)據(jù),銅線在75℃的電阻系數(shù)為ρ=0.0217Ω.mm2/m
根據(jù)L=S×r/ρ,就可以計(jì)算出銅導(dǎo)線的ZUI大長度,也即磁翻板液位計(jì)變送器二線制4-20mA傳輸?shù)腪UI遠(yuǎn)距離
A、S=1.5mm2的導(dǎo)線,L=1.5×76/0.0217=5253米
B、S=0.8mm2的導(dǎo)線,L=0.8×76/0.0217=2801米
由于往返是兩根線,故上述結(jié)果應(yīng)除以2,即
A、S=1.5mm2的導(dǎo)線,L=5253.5/2=2626米
B、S=0.8mm2的導(dǎo)線,L=2801.8/2=1400米
在實(shí)際應(yīng)用中決定導(dǎo)線的真實(shí)長度要比計(jì)算值略低,當(dāng)然如果需要提高傳輸距離,可以增大電線的線徑或者減少電線的電阻。
除了磁翻板液位計(jì)變送器,各種物位控制開關(guān),比如液位開關(guān)也普遍采用二線制4-20mA輸出方式傳送開關(guān)信號,只是此時(shí)往往把電流控制在略小于4mA和略大于20mA這兩個(gè)電流值分別作為“閉”或“合”兩種開關(guān)信號。