4-20 manadajnik ciśnieniajest jednym z najczęściej używanych urządzeń pomiarowych ciśnienia w automatyzacji przemysłowej . jego zasada pracy łączy fizyczne wykrywanie, konwersję sygnału i bieżące technologie transmisji . poniżej znajduje się szczegółowy rozkład jego podstawowego przepływu pracy:
1. Etap wykrywania ciśnienia
Element wykrywania:
Używa metalowej przepony (e . g ., 316l stal nierdzewna) lub krzemowy czujnik piezorezystyczny ..
Efekt piezorezystyczny (dla czujników półprzewodnikowych):
Most Wheatstone na silikonowej przepony zmienia rezystancję z ciśnieniem, wysyłając sygnał napięcia na poziomie miliwiotu proporcjonalny do ciśnienia (e . g ., 0-100mv) .}
2. Konwersja sygnału i wzmocnienie
Przetwarzanie sygnału czujnika:
Surowy sygnał elektryczny jest wzmacniany przez wzmacniacz o wysokim precyzji (e . g ., wzmacniacz oprzyrządowania, taki jak INA) w celu wyeliminowania szumu i poprawy stosunku sygnału do szumu .
Konwersja analogowo-cyfrowa (ADC):
Niektóre inteligentne nadajniki najpierw przekonwertują sygnał analogowy na sygnał cyfrowy (e . g ., za pośrednictwem ADC bit 24-) do linearyzacji przez mikroprocesor .
3. bieżąca kontrola wyjściowa
Konwersja napięcia na prąd (obwód V/I):
Komponentem podstawowym jest dedykowana prądowa pętla IC, przekształcająca przetworzony sygnał na prąd 4-20:
4maodpowiada ciśnieniu zerowym (e {0}} g ., 0 kPa) .
20maodpowiada ciśnieniem na pełną skalę (e . g ., 100 kPa) .
Zasada dwóch drutów:
Zasilacz (zwykle 24 V DC) i sygnał mają te same dwa przewody . 4MA „Live Zero Point” zapewnia zarówno przesyłanie zasilania, jak i sygnału .
Charakterystyka stałej prądu: Wartość bieżąca pozostaje nienaruszona przez rezystancję linii (dla rezystancji obciążenia mniejszy lub równy 250 Ω) .
4. Kompensacja temperatury i linearyzacja
Korekta dryfu temperatury:
Wbudowany czujnik temperatury (e . g ., pt100) monitoruje temperaturę otoczenia w czasie rzeczywistym, kompensując dryf termiczny przez algorytmy .
Korekta nieliniowości:
Mikroprocesor stosuje dopasowanie wielomianowe do surowych danych czujnika, aby zapewnić liniowość na pełną skalę (E . g ., ± 0 . 1% FS).
5. Projekt przeciw interferencji
Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC):
Używa kabli osłonowych i obwodów filtracyjnych (e . g ., π-filtrów) do tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych w środowiskach przemysłowych .
Technologia izolacji:
Izolacja optyczna lub magnetyczna zapobiega zakłóceniu pętli naziemnej (powszechne w środowiskach o wysokiej szaleństwie) .
Analiza kluczowych cech
|
Funkcja |
Opis |
|
Live Zero Point (4ma) |
Odróżnia energię urządzenia (0 ma) od pęknięcia sygnału (<3.8mA triggers an alarm). |
|
Oszczędzanie kosztów |
Eliminuje osobne okablowanie zasilania, upraszczając instalację (szczególnie w przypadku zdalnej skrzyni biegów, do 1 km lub więcej) . |
|
Wewnętrzne bezpieczeństwo |
4MA Prąd początkowy zapobiega iskry, co czyni go odpowiednim dla obszarów niebezpiecznych (wymaga bariery bezpieczeństwa) . |
Typowe zastosowania
1. kontrola procesu:
Monitorowanie ciśnienia rurociągu olejowego (4MA=Bez ciśnienia, 20MA=10 MPA) .
2. Pomiar poziomu cieczy:
Oblicza wysokość cieczy za pomocą ciśnienia hydrostatycznego, z prądem proporcjonalnym do poziomu .
3. Ochrona sprzętu:
Wyzwalacze wyłączniki, gdy ciśnienie wylotowe sprężarki przekracza limity (większe lub równe 20ma) .
