Το 4-20 maπομπός πίεσηςείναι μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες συσκευές μέτρησης πίεσης στη βιομηχανική αυτοματοποίηση . Η αρχή λειτουργίας του συνδυάζει τη φυσική ανίχνευση, τη μετατροπή σήματος και τις τρέχουσες τεχνολογίες μετάδοσης . παρακάτω είναι μια λεπτομερής κατανομή της πυρήνα της ροής εργασίας:
1. Στάδιο ανίχνευσης πίεσης
Στοιχείο ανίχνευσης:
Χρησιμοποιεί ένα μεταλλικό διάφραγμα (e . g ., 316L ανοξείδωτος χάλυβας) ή ένας πιεζοηλεκτρικός αισθητήρας πυριτίου . Όταν εφαρμόζεται η πίεση, το διάφραγμα υποβάλλεται σε μικρο-καταρρύθμιση (αποτέλεσμα στελέχους) .}
Piezoresistive Effect (για αισθητήρες ημιαγωγών):
Η γέφυρα Wheatstone στο διάφραγμα του πυριτίου αλλάζει την αντίσταση με την πίεση, εξάγοντας ένα σήμα τάσης επιπέδου millivolt ανάλογα με την πίεση (e . g ., 0-100mv) .
2. Μετατροπή σήματος & ενίσχυση
Επεξεργασία σήματος αισθητήρα:
Το ακατέργαστο ηλεκτρικό σήμα ενισχύεται από έναν ενισχυτή υψηλής ακρίβειας (E . G ., ενισχυτή οργάνων όπως το INA) για την εξάλειψη του θορύβου και τη βελτίωση της αναλογίας σήματος προς θόρυβο .}
Μετατροπή αναλογικής προς ψηφιακό (ADC):
Μερικοί έξυπνοι πομποί μετατρέπουν πρώτα το αναλογικό σήμα σε ένα ψηφιακό σήμα (E . g ., μέσω ενός 24- bit ADC) για γραμμικοποίηση από έναν μικροεπεξεργαστή .}}
3. Τρέχων έλεγχος εξόδου
Μετατροπή τάσης προς ρεύμα (κύκλωμα V/I):
Το συστατικό πυρήνα είναι ένα ειδικό ρεύμα IC βρόχου, μετατρέποντας το επεξεργασμένο σήμα σε ένα ρεύμα 4-20 ma:
4MAαντιστοιχεί σε μηδενική πίεση (e {{0}} g ., 0 kPa) .
20maαντιστοιχεί σε πίεση πλήρους κλίμακας (e . g ., 100 kPa) .
Αρχή δύο συρμάτων:
Η τροφοδοσία τροφοδοσίας (τυπικά 24V DC) και το σήμα μοιράζονται τα ίδια δύο καλώδια . Το 4ma "ζωντανό σημείο μηδέν" παρέχει τόσο τη μετάδοση ισχύος όσο και τη μετάδοση σήματος .
Χαρακτηριστικό σταθερού ρεύματος: Η τρέχουσα τιμή παραμένει ανεπηρέαστη από την αντίσταση στη γραμμή (για αντίσταση φορτίου μικρότερη ή ίση με 250Ω) .
4. αντιστάθμιση θερμοκρασίας & γραμμικοποίηση
Διόρθωση μετατόπισης θερμοκρασίας:
Ένας ενσωματωμένος αισθητήρας θερμοκρασίας (E . G ., PT100) παρακολουθεί τη θερμοκρασία περιβάλλοντος σε πραγματικό χρόνο, αντισταθμίζοντας τη θερμική μετατόπιση μέσω αλγορίθμων .
Διόρθωση μη γραμμικότητας:
Ο μικροεπεξεργαστής εφαρμόζει πολυώνυμο προσαρμογή στα δεδομένα των ακατέργαστων αισθητήρων για να εξασφαλίσει γραμμικότητα πλήρους κλίμακας (E . G ., ± 0 . 1% FS).
5. σχεδιασμός αντι-παρεμβολής
Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC):
Χρησιμοποιεί θωρακισμένα καλώδια και κυκλώματα φίλτρων (e . g ., π-filters) για να καταστείλει την ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή σε βιομηχανικά περιβάλλοντα .
Τεχνολογία απομόνωσης:
Η οπτική ή μαγνητική απομόνωση εμποδίζει την παρεμβολή βρόχου γείωσης (κοινή σε περιβάλλοντα υψηλού θορύβου) .
Ανάλυση βασικών χαρακτηριστικών
|
Χαρακτηριστικό |
Περιγραφή |
|
Ζωντανό μηδενικό σημείο (4mA) |
Διακρίνει το power-off της συσκευής (0 ma) από τη θραύση του σήματος (<3.8mA triggers an alarm). |
|
Εξοικονόμηση κόστους δύο καλωδίων |
Εξαλείφει ξεχωριστή καλωδίωση ισχύος, απλουστεύοντας την εγκατάσταση (ειδικά για απομακρυσμένη μετάδοση, έως 1 χιλιόμετρα ή περισσότερο) . |
|
Εγγενής ασφάλεια |
Το ρεύμα εκκίνησης 4mA αποτρέπει τους σπινθήρες, καθιστώντας την κατάλληλη για επικίνδυνες περιοχές (απαιτεί ένα φράγμα ασφαλείας) . |
Τυπικές εφαρμογές
1. Έλεγχος διαδικασίας:
Παρακολούθηση πίεσης αγωγών λαδιού (4mA=Χωρίς πίεση, 20mA=10 mpa) .
2. Μέτρηση επιπέδου υγρού:
Υπολογίζει το ύψος του υγρού μέσω υδροστατικής πίεσης, με ρεύμα αναλογικό προς το επίπεδο .
3. Προστασία εξοπλισμού:
Τερματισμός ενεργοποίησης Όταν η πίεση εξόδου συμπιεστή υπερβαίνει τα όρια (μεγαλύτερα ή ίσα με 20mA) .
