Як працює 4-20 Ма передавач тиску?

4-20 Мапередавач тискує одним з найбільш широко використовуваних пристроїв вимірювання тиску в промисловій автоматизації . її робочий принцип поєднує фізичне зондування, перетворення сигналів та поточні технології передачі . нижче - детальний розбивка його основного робочого процесу:

1. Етап зондування тиску

Зондувальний елемент:
Використовує металевий діафрагм (e . g ., 316L нержавіюча сталь) або кремнієвий п'єзорезистичний датчик ., коли застосовується тиск, діафрагма зазнає мікро-деформації (ефект штаму) .

П'єзоресивний ефект (для напівпровідникових датчиків):
Міст пшеничного каменю на діафрагмі кремнію змінює опір при тиску, витягуючи сигнал напруги на рівні мілівольта пропорційно тиску (e . g ., 0-100mv) .}

2. Перетворення сигналу та ампліфікація

Обробка сигналу датчика:
Сирий електричний сигнал посилюється підсилювачем високоточній (e . g ., підсилювача приладів, як INA) для усунення шуму та покращення співвідношення сигнал-шуму .

Аналого-цифрова конверсія (АЦП):
Деякі розумні передавачі спочатку перетворюють аналоговий сигнал у цифровий сигнал (e . g ., через 24- біт ADC) для лінеаризації мікропроцесором .

3. Поточний вихідний контроль

Перетворення напруги до струму (ланцюг V/i):
Основний компонент-це спеціалізований струм-цикл ІС, перетворюючи оброблений сигнал у струм 4-20 ma:

4 малаВідповідає нульовому тиску (e {{0}} g ., 0 kpa) .

20 малаВідповідає повномасштабному тиску (e . g ., 100 кПа) .

Двопровідний принцип:

Блок живлення (як правило, 24 В постійного струму) і сигнал поділяють однакові два проводи . 4ma "Live Zero Point" забезпечує як передачу живлення, так і передачі сигналу .

Характеристика постійної струму: Значення струму залишається не впливає на опір лінії (для опору навантаження менше або дорівнює 250 Ом) .

4. Компенсація температури та лінеаризація

Корекція дрейфу температури:
Вбудований датчик температури (e . g ., pt100) відстежує температуру навколишнього середовища в режимі реального часу, компенсуючи тепловий дрейф через алгоритми .

Корекція нелінійності:
Мікропроцесор застосовує поліноміальну пристосування до даних сирого датчика, щоб забезпечити повномасштабну лінійність (e . g ., ± 0 . 1% fs).

5. Дизайн анти-Інтерференції

Електромагнітна сумісність (EMC):
Використовує екрановані кабелі та схеми фільтрів (e . g ., π-filters) для придушення електромагнітних перешкод у промислових умовах .

Технологія ізоляції:
Оптична або магнітна ізоляція запобігає перешкодам на циклі ґрунту (поширене у середовищах з високим шумом) .

Аналіз ключових особливостей

Типові програми

1. управління процесом:
Моніторинг тиску на масляному трубопроводі (4ma=Немає тиску, 20ma=10 mpa) .

2. Вимірювання рівня рідини:
Обчислює висоту рідини за допомогою гідростатичного тиску, з струмом пропорційним рівнем .

3. Захист обладнання:
Тригери вимкнення, коли тиск на виході компресора перевищує обмеження (більше або дорівнює 20 мА) .