4-20 marõhusaatjaon üks kõige laialdasemalt kasutatavaid rõhumõõtmisseadmeid tööstusautomaatikas . Selle tööpõhimõte ühendab füüsilise sensori, signaali teisendamise ja praeguse ülekandetehnoloogia . allpool on selle põhitöövoo üksikasjalik jaotus:
1. rõhutasemise etapp
Andurielement:
Kasutab metallist diafragmat (e . g ., 316L roostevabast terasest) või räni piezoresistive andur ., kui rõhku rakendatakse, diafragm läbib mikro-deformatsiooni (tüve efekti)..
Piezoresistive efekt (pooljuhtide andurite jaoks):
Räni diafragma Wheatstone'i sild muudab takistust rõhuga, väljastades Milivolt-taseme pingesignaali, proportsionaalselt rõhuga (E . g ., {0-100mv)..
2. signaali teisendamine ja amplifikatsioon
Anduri signaalitöötlus:
Toore elektrisignaali võimendab ülitäpse võimendi abil (E . g ., mõõteriista võimendi nagu INA) müra kõrvaldamiseks ja signaali-müra suhte parandamiseks .
Analoog-digitaalse muundamine (ADC):
Mõned nutikad saatjad teisendavad kõigepealt analoogsignaali digitaalseks signaaliks (e . g ., 24- bit ADC kaudu) lineariseerimiseks mikroprotsessori abil .
3. Vooluväljundi juhtimine
Pinge-voolu muundamine (V/I vooluring):
Põhikomponent on spetsiaalne vooluahela IC, muutes töödeldud signaali 4-20 MA vooluks:
4mAVastab nullsurvele (e {{0}}} g ., 0 kPa) .
20mAVastab täisskaalale (E . g ., 100 kPa) .
Kahejuhtmeline põhimõte:
Toiteallikas (tavaliselt 24 V alalisvoolu) ja signaal jagavad samu kahte juhtmest . 4MA "Live Zero Point" annab nii võimsuse kui ka signaali ülekande .
Konstantse voolu tunnus: joonetakistus ei mõjuta praegune väärtus (koormustakistuse korral, mis on vähem või võrdne 250Ω) .
4. temperatuuri kompensatsioon ja lineariseerimine
Temperatuuri triivi korrigeerimine:
Sisseehitatud temperatuuriandur (e . g ., pt100) jälgib ümbritseva temperatuuri reaalajas, kompenseerides termilise triivi algoritmide kaudu .
Mittelineaarsuse korrigeerimine:
Mikroprotsessor rakendab polünoomi sobivust töötlemata anduri andmetele, et tagada täisskaala lineaarsus (e . g ., ± 0 {. 1% FS).
5. sekkumisvastane disain
Elektromagnetiline ühilduvus (EMC):
Kasutab varjestatud kaableid ja filtriahelaid (E . g ., π-filtrid), et suruda summutada tööstuskeskkonnas elektromagnetilised häired .
Eraldamistehnoloogia:
Optiline või magnetiline isolatsioon hoiab ära maapinnase häired (levinud kõrge müraga keskkonnas) .
Põhifunktsioonide analüüs
|
Funktsioon |
Kirjeldus |
|
Otseülekanne nullpunkti (4mA) |
Eristab seadme Power-Off (0 ma) signaali purunemisest (<3.8mA triggers an alarm). |
|
Kulude kokkuhoiuga kahejuhtmeline |
Välistab eraldi toitejuhtmestiku, lihtsustades installimist (eriti kaugülekande korral, kuni 1 km või rohkem) . |
|
Sisemine ohutus |
4mA algusvool hoiab ära sädemed, muutes selle sobivaks ohtlikele aladele (nõuab turvabarjääri) . |
Tüüpilised rakendused
1. protsessi juhtimine:
Õli torujuhtme rõhu jälgimine (4mA=pole rõhku, 20mA=10 mpa) .
2. vedeliku taseme mõõtmine:
Arvutab vedeliku kõrguse hüdrostaatilise rõhu kaudu, vooluga võrdeline tasemega .
3. seadme kaitse:
Käivitab seiskamise, kui kompressori väljalaskeava rõhk ületab piire (suurem kui 20mA või võrdne) .
