简约的电流环接收机电路设计
关键的外卖
4-20mA是最健壮的模拟信号标准用于工业。
电流环接收机电路目的是测量或阅读受监管的4 - 20毫安的电流回路。
通常,250Ω固定电阻是利用电流环接收机电路。
是先有鸡还是先有蛋呢?这是一个常用的表示悖论的情况很难提出两个不同事物的依赖。这一困境适用于传感器和电流回路,在工业过程控制系统是不可避免的。这是一个令人困惑的任务来证明传感器电路中没有电流环的存在,反之亦然。
转达的传感器数据获得控制系统,工业依靠4-20mA当前循环。4-20mA是公认的信号范围,4-20mA电流环是一个串联的发射机,接收机,直流电源,连接电线。电流环接收机电路形式的最终目的,循环和显示物理量测量或执行预期的行动信号。我们将讨论在本文中电流环接收机电路。
目前在工业过程控制回路
常常需要测量环境变量和过程变量控制生产或制造系统。例如,在化学工业中,需要测量温度、压力、pH值、流量,等等。会有一些计划行动来执行当温度高于参考价值或当压力低于设置值。它并不总是实用手动控制的过程监测的物理变量的波动。通常,利用PLC系统在工业过程控制。
PLC系统
大多数PLC系统从4-20mA接收输入电流环路。4-20mA电流传感器和过程之间的循环可以硬没有PLC控制系统。当前循环之间的接口传感器和显示仪表或任何嵌入式系统在控制方面。有一个简约的设计方法可用于sensor-current循环回路。让我们了解当前循环的基本原理设计一个简单的电流环路。
4-20mA电流回路
4-20mA是最健壮的模拟信号标准用于工业。在当前循环,模拟电流信号携带的传感器数据控制面板,可一个PLC、单片机、FPGA。当前的信号高度精确和保持不变的电流环现场结束控制结束。
使用电压信号,引起的电压降电流环组件的内部阻力和电线改变物理量的值的时候到达控制结束。当前信号固有免疫电气干扰或噪音。
一个主要的优势4-20mA电流环住为零。传感器的零输出对应于4马和形式现场零值。分配4马生活零允许容易检测的故障电流循环。
简单的设计和易用性的连接、配置和调试是一些重点的广泛使用导致4-20mA电流环路。一般来说,当前循环包含以下元素:
直流电源,电流环的操作的权力是由电池或直流稳压电源提供。
发射机-器将传感器的输出转换成在4 - 20毫安电流并将传感器的零电平输出4马和全面到20 mA输出。
接收器,接收电路目的是测量或阅读受监管的4 - 20毫安的电流回路。4 - 20毫安接收器电路用于当前循环可以是一个录音机,米,传动装置、SCADA模块,或数据采集设备。
循环线路,串联的连接电线用于生产电源、发射机和接收机被称为循环连接。
在接下来的部分,简约的简报给出电流环接收机电路。
简约4-20mA电流环接收机电路的设计
让我们设计一个简约的温度传感器系统。
传感器,温度传感器测量温度。它可以是一个热电偶传感器和连接到当前循环发射机。
电流环发射机-当前循环变送器测量温度传感器数据,并把它转换成一个模拟电流信号。当前循环发射机可以通过编程规范当前在4-20mA范围内。假设当前的变化在4 - 20毫安对应于0 - 200℃之间。
电流环接收机,你可以利用微控制器或精密IC-based电流环路接收器得到精确值由温度传感器的温度测量。然而,简约的电流环接收机电路可以实现使用精密电阻。resistor-based电流环接收器是最小的复杂性和成本。
这个有成本效益的电流环接收机电路是基于欧姆定律。通常,250Ω固定电阻是利用电流环接收机电路。上的电压降电阻可以转化成温度读数。关系的比例可以获得1 V(马4 x 250Ω)对应于0℃和5 V (20 ma x 250Ω)到200℃。你可以用电压表测量电压降和手动做voltage-to-temperature转换。如果你不想手动计算,使用一个模拟-数字转换器将模拟电压值送入单片机。计算部分是由单片机的照顾,您可以很容易地获得温度读数。
是没有意义的没有电流环路的传感器系统接收机电路。无论当前循环接收器电路类型,您可以使用抑扬顿挫的PCB设计电流环电路设计和分析软件。
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