¿Hasta dónde se puede transmitir la señal de 4-20 mA?

¿Hasta dónde se puede transmitir una señal de 4-20 mA?

Esta pregunta no es tan fácil de responder, si se ignoran otros factores que influyen en todos los demás, podemos estimar

En condiciones normales, puede recorrer entre 200 y 500 m. Conozcamos información básica sobre 4-20 mA.

1. ¿Qué es una señal de 4-20 mA?

La señal de 4-20 mA es un protocolo estándar utilizado en muchas industrias. Es un método para transmitir datos de señales analógicas en un bucle de corriente de dos cables, lo que proporciona una forma confiable de comunicación entre dispositivos. Los valores de 4 a 20 mA suelen representar del 0 al 100 % de un rango de medición.

2. Beneficios de las señales de 4-20 mA

¿Por qué las industrias prefieren utilizar señales de 4-20 mA? Por un lado, son menos susceptibles al ruido en comparación con las señales de voltaje. Esto permite la transmisión a distancias más largas sin comprometer la integridad de la señal. Además, el "cero activo" a 4 mA permite la detección de fallos.

3. ¿Cómo se transmite una señal de 4-20 mA?

Una señal de 4-20 mA se transmite a través de un circuito de corriente de dos cables donde un cable es el voltaje de suministro y el otro es una ruta de retorno a la fuente. La corriente variable dentro del bucle representa los datos de la señal.

4. Pero hay algunos factores que debes considerar:

Elemento interferido:

①Voltaje de excitación;

②Voltaje de funcionamiento mínimo permitido por el transmisor;

③Tamaño de la resistencia de toma de voltaje utilizada por el dispositivo de placa para recolectar corriente;

④Tamaño de la resistencia del cable.

Puede calcular fácilmente la distancia de transmisión teórica de la señal de corriente de 4-20 mA.

A través de estas cuatro cantidades relacionadas. Entre ellos, Uo es el voltaje de suministro del transmisor,

y se debe asegurar que Uo ≥ Umin a plena carga (corriente I=20mA). A saber: Uso-I.(RL+2r)≥ Umin.

Por lo general, necesita medir varias cantidades físicas no eléctricas, como temperatura, presión,

Tasa, ángulo, etc. en la industria. Todos ellos necesitan ser convertidos en un análogo.eléctrico

señal que se transfiere a un dispositivo de control o visualización a unos cientos de metros de distancia. Este dispositivo convierte

cantidad física en una señal eléctrica denominada transmisor. Transmisión de la magnitud analógica mediante

La corriente de 4-20 mA es el método más común en la industria. Una razón para adoptar la señal actual

es que no es fácil interferir con la infinita resistencia interna de la fuente de corriente.

La resistencia del cable en serie en el bucle no afecta la precisión y puede transmitir cientos

de metros en el par trenzado ordinario.

4-20mASe refiere a la corriente mínima como 4 mA, y la corriente máxima es 20 mA. Según el requisito a prueba de explosiones,

la limitación es de 20 mA. Demasiada energía de chispa puede encender gases inflamables y explosivos, por lo que una corriente de 20 mA es la más adecuada.

Detecta cables rotos y el valor mínimo es 4 mA en lugar de 0 mA. Cuando el cable de transmisión se rompe debido a una falla,

la corriente del bucle cae a 0. Normalmente tomamos 2 mA como valor de alarma de desconexión. Otra razón es que el 4-20 mA usa un

sistema de dos hilos. Es decir, los dos cables son los cables de señal y de alimentación simultáneamente, y se utilizan 4 mA para proporcionar la corriente de trabajo estática del circuito al sensor.

¿Hasta dónde se puede transmitir una señal de 4-20 mA?

Elemento interferido:
①Relacionado con el voltaje de excitación;

②Relacionado con el voltaje de funcionamiento mínimo permitido por el transmisor；

③Relacionado con el tamaño de la resistencia de toma de voltaje utilizada por el dispositivo de la placa para recolectar corriente;

④Relacionado con el tamaño de la resistencia del cable.

Puede calcular fácilmente la distancia de transmisión teórica de la señal de corriente de 4-20 mA.

A través de estas cuatro cantidades relacionadas. Entre ellos, Uo es el voltaje de suministro del transmisor,

y se debe asegurar que Uo≥Umin a plena carga (corriente I=20mA). A saber: Uso-I.(RL+2r)≥Umin.

Según esta fórmula, la resistencia del cable grande se puede calcular cuando el transmisor tiene un voltaje de funcionamiento bajo.

Hipótesis: conocida: Ue=24V, I=20mA, RL=250Ω, Umin=12V. Encuentre el valor máximo de r como 175Ω:

Y luego, según la fórmula de cálculo de la resistencia del cable:

Entre ellos:
ρ——Resistividad (Resistividad del bronce = 0,017, Resistividad del aluminio = 0,029)
L——La longitud del cable (Unidad: M)
S——Línea de la sección transversal (Unidad: Milímetro cuadrado)
Nota: El valor de resistencia es proporcional a la longitud e inversamente proporcional al área de la sección transversal.

Cuanto más largo sea el cable, mayor será la resistencia; cuanto más grueso sea el cable, menor será la resistencia.

Tomemos como ejemplo alambre de cobre, ρ= 0.017 Ω·mm2/m, es decir: la resistencia de un alambre de cobre

con un área de sección transversal de 1 mm2 y una longitud de 1 m es 0,017 Ω. Entonces la longitud del cable de

175Ω correspondiente a 1 mm2 es 175/0,017=10294 (m). En teoría, transmisión de señal de 4-20 mA.

puede alcanzar decenas de miles de metros (dependiendo de factores como diferentes excitaciones

voltajes y el voltaje de trabajo más bajo del transmisor).

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¿Por qué se utilizan de 4 a 20 mA para la transmisión de señales en instrumentación?

Puede consultar el siguiente vídeo para conocer los detalles.

Conclusión

La señal de 4-20 mA es un estándar de la industria por una razón. Su capacidad para transmitirse a largas distancias sin pérdida de precisión es una ventaja clave. Si bien no hay una respuesta definitiva a "hasta dónde", ya que depende en gran medida de factores como la resistencia del cable, el ruido de la señal, la fuente de alimentación y la resistencia de la carga, con las medidas adecuadas implementadas, puede cubrir distancias considerables de manera confiable. A través de su aplicación práctica en industrias y tecnología de sensores, vemos el valor y la importancia de las señales de 4-20 mA en nuestro mundo interconectado.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es la importancia del "cero vivo" a 4 mA en una señal de 4-20 mA?

El "cero vivo" a 4 mA permite la detección de fallas. Si una señal cae por debajo de 4 mA, indica una falla, como una ruptura en el bucle o una falla del dispositivo.

2. ¿Por qué una señal de 4-20 mA es menos susceptible al ruido?

Las señales actuales se ven menos afectadas por los cambios de resistencia y el ruido eléctrico. Por eso se prefieren para transmisiones a larga distancia y en entornos eléctricamente ruidosos.

3. ¿Qué papel juega la resistencia de carga en la transmisión de una señal de 4-20 mA?

La resistencia de la carga debe coincidir con la fuente de alimentación. Si la resistencia de la carga es demasiado alta, es posible que la fuente de alimentación no pueda controlar la corriente del bucle, lo que limita la distancia de transmisión.

4. ¿Se puede transmitir una señal de 4-20 mA de forma inalámbrica?

Sí, con el uso de transmisores y receptores específicamente diseñados para este fin se pueden transmitir señales de 4-20mA de forma inalámbrica.

5. ¿Es posible ampliar la distancia de transmisión de una señal de 4-20 mA?

Sí, al utilizar un cableado adecuado, reducir el ruido, garantizar un suministro de energía suficiente y equilibrar la resistencia de la carga, se puede ampliar la distancia de transmisión.

Si está intrigado por el potencial de las señales de 4-20 mA y desea implementar u optimizar dichos sistemas en su industria,

No dudes en dar el siguiente paso. Para obtener más información, apoyo o consultas, comuníquese con los expertos.

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