Tín hiệu 4-20mA có thể được truyền đi bao xa?

Tín hiệu 4-20mA có thể được truyền đi bao xa?

Việc đưa ra câu trả lời không dễ dàng như vậy, nếu bỏ qua các yếu tố ảnh hưởng khác, chúng ta có thể ước tính

trong điều kiện bình thường, nó có thể đi được khoảng 200-500m. Hãy biết một số thông tin cơ bản về 4-20mA.

1. Tín hiệu 4-20mA là gì?

Tín hiệu 4-20mA là giao thức chuẩn được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Đó là phương pháp truyền dữ liệu tín hiệu tương tự trong vòng dòng điện hai dây, cung cấp phương thức giao tiếp đáng tin cậy giữa các thiết bị. Các giá trị từ 4-20mA thường biểu thị từ 0 đến 100% phạm vi đo.

2. Lợi ích của tín hiệu 4-20mA

Tại sao các ngành công nghiệp thích sử dụng tín hiệu 4-20mA? Thứ nhất, chúng ít bị nhiễu hơn so với tín hiệu điện áp. Điều này cho phép truyền trên khoảng cách xa hơn mà không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của tín hiệu. Hơn nữa, "số 0 trực tiếp" ở 4mA cho phép phát hiện lỗi.

3. Tín hiệu 4-20mA được truyền như thế nào?

Tín hiệu 4-20mA được truyền qua vòng dòng hai dây trong đó một dây là điện áp cung cấp và dây kia là đường trở về nguồn. Dòng điện thay đổi trong vòng lặp biểu thị dữ liệu tín hiệu.

4. Nhưng có một số yếu tố bạn phải xem xét:

Yếu tố bị can thiệp:

①Điện áp kích thích;

②Điện áp hoạt động tối thiểu được máy phát cho phép;

③Kích thước của điện trở lấy điện áp được sử dụng bởi thiết bị bảng để thu dòng điện;

④Kích thước điện trở của dây.

Nó có thể dễ dàng tính toán khoảng cách truyền lý thuyết của tín hiệu dòng 4-20mA.

Thông qua bốn đại lượng liên quan này. Trong đó Uo là điện áp nguồn của máy phát,

và phải đảm bảo Uo ≥ Umin khi đầy tải (dòng I=20mA). Cụ thể: Use-I.(RL+2r) ≥ Umin.

Nó thường cần đo các đại lượng vật lý không dùng điện khác nhau như nhiệt độ, áp suất,

tỷ lệ, góc và như vậy trong công nghiệp. Tất cả đều cần được chuyển đổi thành dạng tương tựđiện

tín hiệu truyền đến thiết bị điều khiển hoặc hiển thị cách đó vài trăm mét. Thiết bị này chuyển đổi

lượng vật lý thành tín hiệu điện gọi là máy phát. Truyền số lượng tương tự bằng

Dòng điện 4-20 mA là phương pháp phổ biến nhất trong công nghiệp. Một lý do để chấp nhận tín hiệu hiện tại

là không dễ bị can thiệp và điện trở trong vô hạn của nguồn hiện tại.

Điện trở của dây nối tiếp trong vòng không ảnh hưởng đến độ chính xác và nó có thể truyền hàng trăm

mét trên đôi xoắn thông thường.

4-20mAgọi dòng điện tối thiểu là 4mA và dòng điện tối đa là 20mA. Dựa trên yêu cầu chống cháy nổ,

giới hạn là 20mA. Quá nhiều năng lượng tia lửa có thể đốt cháy khí dễ cháy nổ, vì vậy dòng điện 20mA là phù hợp nhất.

Phát hiện dây bị đứt và giá trị tối thiểu là 4mA thay vì 0mA. Khi cáp truyền dẫn bị đứt do sự cố,

dòng điện vòng lặp giảm xuống 0. Chúng ta thường lấy 2mA làm giá trị cảnh báo ngắt kết nối. Một lý do khác là 4-20mA sử dụng một

hệ thống hai dây. Nghĩa là, hai dây đồng thời là dây tín hiệu và dây nguồn, và 4mA được sử dụng để cung cấp dòng điện làm việc tĩnh của mạch cho cảm biến.

Tín hiệu 4-20mA có thể được truyền đi bao xa?

Yếu tố bị can thiệp:
①Liên quan đến điện áp kích thích;

②Liên quan đến điện áp hoạt động tối thiểu mà máy phát cho phép;

③Liên quan đến kích thước của điện trở lấy điện áp được sử dụng bởi thiết bị bảng để thu dòng điện；

④Liên quan đến kích thước của điện trở dây.

Nó có thể dễ dàng tính toán khoảng cách truyền lý thuyết của tín hiệu dòng 4-20mA.

Thông qua bốn đại lượng liên quan này. Trong đó Uo là điện áp nguồn của máy phát,

và phải đảm bảo Uo ≥ Umin khi đầy tải (dòng I=20mA). Cụ thể: Use-I.(RL+2r) ≥Umin.

Theo công thức này, điện trở dây lớn có thể được tính khi máy phát ở điện áp hoạt động thấp.

Giả thuyết：đã biết：Ue=24V，I=20mA，RL=250Ω，Umin=12V。Tìm giá trị lớn nhất của r là 175Ω：

Và theo công thức tính điện trở của dây:

Trong số đó:
ρ——Điện trở suất (Điện trở suất bằng đồng=0,017, Điện trở suất nhôm=0,029)
L——Chiều dài của cáp (Đơn vị: M)
S——Đường của mặt cắt ngang (Đơn vị: Milimét vuông)
Lưu ý: Giá trị điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài và tỷ lệ nghịch với diện tích mặt cắt ngang.

Dây càng dài thì điện trở càng lớn; dây càng dày thì điện trở càng thấp.

Lấy dây đồng làm ví dụ, ρ= 0,017 Ω·mm2/m, tức là: điện trở của dây đồng

có diện tích mặt cắt ngang là 1mm2 và chiều dài 1m là 0,017Ω. Khi đó chiều dài dây của

175Ω tương ứng với 1mm2 là 175/0,017=10294 (m). Về lý thuyết, truyền tín hiệu 4-20mA

có thể đạt tới hàng chục ngàn mét (tùy thuộc vào các yếu tố như kích thích khác nhau

điện áp làm việc thấp nhất của máy phát).

HENGKO có hơn 10 năm kinh nghiệm tùy chỉnh OEM / ODM và chuyên nghiệp

khả năng thiết kế hợp tác/hỗ trợ thiết kế. Chúng tôi cung cấp đầu ra 4-20mA và RS485

cảm biến khí/báo động/mô-đun/bộ phận. Nhiệt độ và độ ẩm đầu ra 4-20mA và RS485

cảm biến/máy phát/đầu dò cũng có sẵn.HENGKO được thiết kế đặc biệt để khách hàng

đáp ứng các yêu cầu đo lường khắt khe của quy trình công nghiệp và kiểm soát môi trường.

Tại sao 4 đến 20ma được sử dụng để truyền tín hiệu trong thiết bị đo đạc?

Bạn có thể kiểm tra như video sau để biết chi tiết.

Phần kết luận

Có lý do vì sao tín hiệu 4-20mA là tiêu chuẩn công nghiệp. Khả năng truyền đi khoảng cách xa mà không mất đi độ chính xác là một lợi thế chính. Mặc dù không có câu trả lời dứt khoát cho câu hỏi "bao xa" vì nó chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố như điện trở dây, nhiễu tín hiệu, nguồn điện và khả năng chịu tải, nhưng với các biện pháp phù hợp, nó có thể bao phủ khoảng cách đáng kể một cách đáng tin cậy. Thông qua ứng dụng thực tế của nó trong các ngành công nghiệp và công nghệ cảm biến, chúng ta thấy được giá trị và tầm quan trọng của tín hiệu 4-20mA trong thế giới kết nối của chúng ta.

Câu hỏi thường gặp

1. Tầm quan trọng của "số 0 trực tiếp" ở 4mA trong tín hiệu 4-20mA là gì?

"Số 0 trực tiếp" ở 4mA cho phép phát hiện lỗi. Nếu tín hiệu giảm xuống dưới 4mA, nó cho biết có lỗi, chẳng hạn như đứt vòng lặp hoặc lỗi thiết bị.

2. Tại sao tín hiệu 4-20mA ít bị nhiễu hơn?

Tín hiệu hiện tại ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi điện trở và nhiễu điện. Đây là lý do tại sao chúng được ưa thích để truyền đường dài và trong môi trường ồn ào về điện.

3. Điện trở tải có vai trò gì trong việc truyền tín hiệu 4-20mA?

Điện trở tải phải phù hợp với nguồn điện. Nếu điện trở tải quá cao, nguồn điện có thể không điều khiển được dòng điện vòng, làm hạn chế khoảng cách truyền tải.

4. Tín hiệu 4-20mA có thể truyền không dây được không?

Có, với việc sử dụng các máy phát và máy thu được thiết kế đặc biệt cho mục đích này, tín hiệu 4-20mA có thể được truyền không dây.

5. Có thể mở rộng khoảng cách truyền tín hiệu 4-20mA không?

Có, bằng cách sử dụng hệ thống dây điện phù hợp, giảm tiếng ồn, đảm bảo cung cấp đủ điện và cân bằng điện trở tải, khoảng cách truyền có thể được kéo dài.

Nếu bạn bị hấp dẫn bởi tiềm năng của tín hiệu 4-20mA và muốn triển khai hoặc tối ưu hóa các hệ thống như vậy trong ngành của mình,

đừng ngần ngại thực hiện bước tiếp theo. Để biết thêm thông tin, hỗ trợ hoặc tư vấn, hãy liên hệ với các chuyên gia.

Liên hệ ngay với HENGKO tạika@hengko.comvà hãy cùng nhau đạt được khoảng cách truyền tối ưu.