Tại sao các cảm biến áp suất lại sử dụng dòng điện 4-20mA để truyền tín hiệu tương tự?

Là một công ty chuyên nghiên cứu và sản xuất cảm biến và công nghệ điều khiển tự động hóa,TỰ ĐỘNG Instruments luôn đi đầu trong ngành, tập trung vào việc cung cấp các giải pháp tiên tiến cho tự động hóa công nghiệp, thành phố thông minh, quản lý nước thông minh và các lĩnh vực khác. Hôm nay, chúng ta sẽ đi sâu vào một công nghệ quan trọng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp—truyền tín hiệu dòng điện 4-20mA.

Vậy tại sao chúng ta thường chọn sử dụng dòng điện 4-20mA để truyền tín hiệu analog trong tự động hóa công nghiệp? Câu trả lời thực ra khá đơn giản nhưng lại rất quan trọng.

Các loại cảm biến áp suất thường dùng bao gồm:

   Dsự khác biệtPnguồn lựcTngười truyền tin,MỘTchất tanPnguồn lựcTngười truyền tin,Fdài-MđếmLevelTngười truyền tin,RadarLevelMeters,TRONGsiêu âmFthấpMeters,TRONGortexFthấpMeters,TurbineFthấpMeters,VÀđiện từFthấpMcác đồng hồ đo và những thứ khác.

Tín hiệu dòng điện tương tự 4-20mA là tín hiệu thường được sử dụng và là tín hiệu chuẩn. Điều đó có nghĩa là dòng điện tối thiểu là 4mA và tối đa là 20mA. Khi truyền tín hiệu, do có điện trở trong dây dẫn, nếu sử dụng tín hiệu điện áp, sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp dọc theo dây dẫn, gây ra lỗi ở đầu nhận. Do đó, tín hiệu dòng điện thường được sử dụng làm chuẩn cho việc truyền tín hiệu cảm biến.

Nhờ khả năng chống nhiễu mạnh mẽ, khả năng chịu đựng các yếu tố bên ngoài và khả năng truyền dẫn đường dài, cảm biến dòng điện được sử dụng rộng rãi trong các cảm biến công nghiệp. Để đáp ứng các yêu cầu khác nhau của điều khiển công nghiệp, cảm biến dòng điện 4-20mA thường có các phiên bản bốn dây, ba dây và hai dây.

Ưu điểm của tín hiệu dòng điện (tín hiệu 4-20mA):

1. Thích hợp cho truyền dẫn đường dài: Tín hiệu dòng điện không bị ảnh hưởng bởi điện trở của dây dẫn, trong khi tín hiệu điện áp sẽ bị sụt áp do điện trở của dây dẫn, dẫn đến các phép đo không chính xác. Khoảng cách tối đa cho truyền tín hiệu 4-20mA thường được giới hạn trong vòng 100 mét; vượt quá khoảng cách này, nên sử dụng tín hiệu số (ví dụ: giao tiếp RS485).

2. Hiệu quả về chi phí: Tín hiệu dòng điện thường sử dụng hệ thống hai dây, trong khi tín hiệu điện áp thường sử dụng hệ thống ba dây. Hệ thống hai dây hiệu quả hơn về chi phí vì tiết kiệm vật liệu và giảm chi phí tổng thể.

3. Khả năng chống nhiễu mạnh hơn: Trong môi trường có điều kiện hiện trường phức tạp, tín hiệu dòng điện mang lại hiệu suất chống nhiễu tốt hơn so với tín hiệu điện áp. Trong trường hợp nhiễu là vấn đề cần quan tâm, nên sử dụng tín hiệu 4-20mA.

4. Khả năng vượt quá phạm vi đo: Tín hiệu dòng điện có thể vượt quá phạm vi đo một chút mà không làm giảm độ chính xác. Ví dụ, nếu phạm vi đo là 1MPa, một bộ truyền áp suất có đầu ra 4-20mA có thể vượt quá phạm vi và xuất ra 24mA. Mặt khác, tín hiệu điện áp, chẳng hạn như bộ truyền áp suất 0-10V, không thể xuất ra tín hiệu cao hơn điện áp nguồn (ví dụ, nếu điện áp nguồn là 9V, nó không thể xuất ra 9V hoặc cao hơn).

5. Không nhạy cảm với sự khác biệt về vật liệu dây dẫn: Khi vật liệu dây dẫn khác nhau (ví dụ: đồng, niken), nó có thể tạo ra từ trường. Trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao, tín hiệu điện áp có thể bị sai lệch, nhưng tín hiệu dòng điện không bị ảnh hưởng bởi những biến đổi này.