The 4-20 mapemancar tekananadalah salah satu peranti pengukuran tekanan yang paling banyak digunakan dalam automasi perindustrian . Prinsip kerjanya menggabungkan penderiaan fizikal, penukaran isyarat, dan teknologi penghantaran semasa . di bawah adalah pecahan terperinci aliran kerja terasnya:
1. Tahap penderiaan tekanan
Elemen penderiaan:
Menggunakan diafragma logam (e . g ., 316L keluli tahan karat) atau sensor piezoresistif silikon . Apabila tekanan digunakan, diafragma menjalani deformasi mikro (kesan strain) {5}
Kesan piezoresistif (untuk sensor semikonduktor):
Jambatan Wheatstone pada diafragma silikon mengubah rintangan dengan tekanan, mengeluarkan isyarat voltan millivolt yang berkadar dengan tekanan (e . g ., 0-100mv) .
2. penukaran & amplifikasi isyarat
Pemprosesan isyarat sensor:
Isyarat elektrik mentah dikuatkan oleh penguat ketepatan tinggi (E . g ., penguat instrumentasi seperti ina) untuk menghapuskan bunyi bising dan meningkatkan nisbah isyarat-ke-bunyi .
Penukaran Analog-ke-Digital (ADC):
Sesetengah pemancar pintar terlebih dahulu menukar isyarat analog kepada isyarat digital (E . g ., melalui A 24- bit ADC) untuk linearization oleh mikropemproses .
3. kawalan output semasa
Penukaran voltan ke semasa (litar V/I):
Komponen teras adalah IC gelung semasa yang berdedikasi, menukar isyarat diproses ke dalam 4-20 ma current:
4mAsepadan dengan tekanan sifar (e {{0}} g ., 0 kpa) .
20mAsepadan dengan tekanan berskala penuh (E . g ., 100 kPa) .
Prinsip dua wayar:
Bekalan Kuasa (biasanya 24V DC) dan isyarat berkongsi dua wayar yang sama . 4MA "Live Zero Point" menyediakan kedua -dua kuasa dan penghantaran isyarat .
Ciri-ciri semasa semasa: Nilai semasa tetap tidak terjejas oleh rintangan garis (untuk rintangan beban kurang daripada atau sama dengan 250Ω) .
4. Pampasan suhu & linearization
Pembetulan hanyut suhu:
Sensor suhu terbina dalam (E . g ., PT100) memantau suhu ambien dalam masa nyata, mengimbangi hanyut terma melalui algoritma .
Pembetulan bukan linear:
Mikropemproses menggunakan pemasangan polinomial ke data sensor mentah untuk memastikan lineariti skala penuh (E . g ., ± 0 . 1% fs).
5. Reka bentuk anti-interference
Keserasian Elektromagnet (EMC):
Menggunakan kabel yang dilindungi dan litar penapis (E . g ., π-filters) untuk menindas gangguan elektromagnet dalam persekitaran perindustrian .
Teknologi pengasingan:
Pengasingan optik atau magnet menghalang gangguan gelung tanah (biasa dalam persekitaran bunyi tinggi) .
Analisis ciri utama
|
Ciri |
Penerangan |
|
Live Zero Point (4mA) |
Membezakan kuasa peranti (0 ma) dari kerosakan isyarat (<3.8mA triggers an alarm). |
|
Menjimatkan kos dua-wayar |
Menghapuskan pendawaian kuasa yang berasingan, memudahkan pemasangan (terutamanya untuk penghantaran jauh, sehingga 1km atau lebih) . |
|
Keselamatan intrinsik |
4MA bermula semasa menghalang percikan api, menjadikannya sesuai untuk kawasan berbahaya (memerlukan penghalang keselamatan) . |
Aplikasi biasa
1. Kawalan proses:
Pemantauan tekanan paip minyak (4MA=tiada tekanan, 20MA=10 mpa) .
2. Pengukuran tahap cecair:
Mengira ketinggian cecair melalui tekanan hidrostatik, dengan berkadar semasa ke tahap .
3. Perlindungan peralatan:
Mencetuskan penutupan apabila tekanan keluar pemampat melebihi had (lebih besar daripada atau sama dengan 20mA) .
