Jusqu'où un signal 4-20 mA peut-il être transmis ?

Jusqu'où un signal 4-20 mA peut-il être transmis ?

Il n'est pas si facile de répondre à la question si, si tous les autres facteurs d'influence sont ignorés, nous pouvons estimer

dans des conditions normales, cela peut parcourir environ 200 à 500 m.Connaissons quelques informations de base sur 4-20 mA.

1. Qu'est-ce qu'un signal 4-20 mA ?

Le signal 4-20 mA est un protocole standard utilisé dans de nombreuses industries.Il s'agit d'une méthode de transmission de données de signaux analogiques dans une boucle de courant à deux fils, offrant un moyen fiable de communiquer entre les appareils.Les valeurs de 4 à 20 mA représentent généralement 0 à 100 % d'une plage de mesure.

2. Avantages des signaux 4-20 mA

Pourquoi les industries préfèrent-elles utiliser des signaux 4-20 mA ?D’une part, ils sont moins sensibles au bruit que les signaux de tension.Cela permet la transmission sur de plus longues distances sans compromettre l'intégrité du signal.De plus, le « live zéro » à 4 mA permet la détection des défauts.

3. Comment un signal 4-20 mA est-il transmis ?

Un signal 4-20 mA est transmis via une boucle de courant à deux fils où un fil est la tension d'alimentation et l'autre est un chemin de retour vers la source.Le courant variable dans la boucle représente les données du signal.

4. Mais vous devez prendre en compte certains facteurs :

Élément interféré :

①Tension d'excitation ;

②Tension de fonctionnement minimale autorisée par l'émetteur ;

③Taille de la résistance de prise de tension utilisée par le dispositif de la carte pour collecter le courant ;

④Taille de la résistance du fil.

Il peut facilement calculer la distance de transmission théorique du signal de courant 4-20 mA.

À travers ces quatre quantités liées.Parmi eux, Uo est la tension d'alimentation de l'émetteur,

et il faut s'assurer que Uo ≥ Umin à pleine charge (courant I=20mA).A savoir : Utiliser-I.(RL+2r)≥ Umin.

Il doit généralement mesurer diverses grandeurs physiques non électriques telles que la température, la pression,

taux, angle et ainsi de suite dans l'industrie.Ils doivent tous être convertis en analogiqueélectrique

signal qui est transféré à un dispositif de commande ou d'affichage situé à quelques centaines de mètres.Cet appareil convertit

grandeur physique en un signal électrique appelé émetteur.Transmission de la grandeur analogique par

Le courant 4-20 mA est la méthode la plus courante dans l’industrie.Une raison pour adopter le signal actuel

c'est qu'il n'est pas facile d'interférer avec la résistance interne infinie de la source de courant.

La résistance du fil en série dans la boucle n'affecte pas la précision et peut transmettre des centaines

de mètres sur la paire torsadée ordinaire.

4-20mAle courant minimum est de 4 mA et le courant maximum est de 20 mA.Basé sur l'exigence antidéflagrante,

la limitation est de 20 mA.Trop d’énergie d’étincelle peut enflammer des gaz inflammables et explosifs, c’est pourquoi un courant de 20 mA est le plus approprié.

Détectez les fils cassés et la valeur minimale est de 4 mA au lieu de 0 mA.Lorsque le câble de transmission est cassé en raison d'un défaut,

le courant de boucle tombe à 0. Nous prenons généralement 2 mA comme valeur d'alarme de déconnexion.Une autre raison est que le 4-20 mA utilise un

système à deux fils.Autrement dit, les deux fils sont simultanément les fils de signal et d'alimentation, et 4 mA sont utilisés pour fournir le courant de fonctionnement statique du circuit au capteur.

Jusqu'où un signal 4-20 mA peut-il être transmis ?

Élément interféré :
①Lié à la tension d'excitation；

②Relatif à la tension de fonctionnement minimale autorisée par l'émetteur ；

③ Lié à la taille de la résistance de prise de tension utilisée par le dispositif de la carte pour collecter le courant ;

④Lié à la taille de la résistance du fil.

Il peut facilement calculer la distance de transmission théorique du signal de courant 4-20 mA.

À travers ces quatre quantités liées.Parmi eux, Uo est la tension d'alimentation de l'émetteur,

et il faut s'assurer que Uo≥Umin à pleine charge (courant I=20mA).A savoir : Utiliser-I.(RL+2r)≥Umin.

Selon cette formule, la grande résistance du fil peut être calculée lorsque l'émetteur est à une faible tension de fonctionnement.

Hypothèse : connue : Ue = 24 V, I = 20 mA, RL = 250 Ω, Umin = 12 V. Trouvez la valeur maximale de r comme 175 Ω :

Et puis, selon la formule de calcul de la résistance du fil :

Parmi eux:
ρ——Résistivité (Résistivité du bronze = 0,017, Résistivité de l'aluminium = 0,029)
L——La longueur du câble (Unité ： M)
S——Ligne de la section transversale (Unité： Millimètre carré)
Remarque : La valeur de la résistance est proportionnelle à la longueur et inversement proportionnelle à la section transversale.

Plus le fil est long, plus la résistance est grande ;plus le fil est épais, plus la résistance est faible.

Prenons comme exemple le fil de cuivre, ρ= 0,017 Ω·mm2/m, soit : la résistance d'un fil de cuivre

avec une section transversale de 1 mm2 et une longueur de 1 m est de 0,017 Ω.Alors la longueur du fil de

175Ω correspondant à 1mm2 est 175/0,017=10294 (m).En théorie, transmission du signal 4-20 mA

peut atteindre des dizaines de milliers de mètres (en fonction de facteurs tels que différentes excitations

tensions et la tension de fonctionnement la plus basse du transmetteur).

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Pourquoi 4 à 20 mA sont utilisés pour la transmission du signal dans l'instrumentation ?

Vous pouvez vérifier la vidéo suivante pour connaître les détails.

Conclusion

Le signal 4-20 mA est une norme industrielle pour une bonne raison.Sa capacité à transmettre sur de longues distances sans perte de précision constitue un avantage clé.Bien qu'il n'y ait pas de réponse définitive à la question « jusqu'où » car cela dépend en grande partie de facteurs tels que la résistance du fil, le bruit du signal, l'alimentation électrique et la résistance de charge, avec les bonnes mesures en place, il peut couvrir de manière fiable des distances considérables.Grâce à son application pratique dans l'industrie et la technologie des capteurs, nous voyons la valeur et l'importance des signaux 4-20 mA dans notre monde interconnecté.

FAQ

1. Quelle est l'importance du « live zéro » à 4 mA dans un signal 4-20 mA ?

Le "live zéro" à 4 mA permet la détection des défauts.Si un signal descend en dessous de 4 mA, cela indique un défaut, tel qu'une rupture de boucle ou une panne d'appareil.

2. Pourquoi un signal 4-20 mA est-il moins sensible au bruit ?

Les signaux de courant sont moins affectés par les changements de résistance et le bruit électrique.C'est pourquoi ils sont préférés pour la transmission longue distance et dans les environnements électriquement bruyants.

3. Quel rôle joue la résistance de charge dans la transmission d'un signal 4-20 mA ?

La résistance de charge doit correspondre à l'alimentation.Si la résistance de charge est trop élevée, l'alimentation électrique risque de ne pas être en mesure de piloter le courant de boucle, limitant ainsi la distance de transmission.

4. Un signal 4-20 mA peut-il être transmis sans fil ?

Oui, grâce à l'utilisation d'émetteurs et de récepteurs spécialement conçus à cet effet, des signaux 4-20 mA peuvent être transmis sans fil.

5. Est-il possible d'étendre la distance de transmission d'un signal 4-20 mA ?

Oui, en utilisant un câblage approprié, en réduisant le bruit, en garantissant une alimentation électrique suffisante et en équilibrant la résistance de charge, la distance de transmission peut être étendue.

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