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磁翻板液位计变送器二线制4-20mA输出传输距离有多远

发表时间:2017-09-03   点击次数:
目前,工业现场测量仪表(如物位、压力、温度、流量、角度等测量仪表)仍然普遍采用二线制4-20mA输出方式来向控制中心传送现场测量结果。磁翻板液位计变送器一般情况之下也是采用的这种方式,它是将现场液位高度通过4~20mA电流来模拟传输至控制中心,即变送器将具体液位量值转换成模拟量电信号传输到远处控制室或显示设备上。工业上, 4~20mA电流来传输模拟量已经被广泛采用半个多世纪。那么在磁翻板液位计上采用二线制4-20mA信号输出方式进行传输距离到底有多远呢?
 
我们知道所有的信号传输,无论是有线传输还是无线传输,远距离的传输必然会产生衰减,当二线制4-20mA电流传送信号在仪表供电电源低至一定程度或导线电阻大到一定程度时,将产生误差。因此,二线制4-20mA输出方式的传输距离决定于以下参数:负载电阻RL、连接导线的电阻r、供电电压VO及其波动范围△V。
 4-20mA远传磁翻板液位计
假设仪表的最大输出电流为Imax,仪表能维持最大工作电流时的最低供电电压为Vmin,RL=250Ω,
VO=24V,
电源允许波动△V=24*5%=1.2V
Imax=20mA=0.02A
最低供电电压Vmin由于各种型号仪表不同,在此,取16.28V(大多数仪表的平均值)。
即Vmin=16.28≤24-1.2-0.02(250+r)
则连接导线的电阻  r=24-1.2-16.28/0.02-250=76Ω
仪表连接电线用的是铜线,其截面大多选择S=1.5 mm2和S=0.8 mm2的居多,根据《电工手册》中的数据,铜线在75℃的电阻系数为ρ=0.0217Ω.mm2/m
根据L=S*r/ρ,就可以计算出铜导线的最大长度,也即传输的最远距离
A、 S=1.5 mm2的导线,L=1.5*76/0.0217=5253米
B、 S=0.8 mm2的导线,L=0.8*76/0.0217=2801米
由于往返是两根线,故上述结果应除以2,即
A、S=1.5 mm2的导线,L=5253.5/2=2626米
B、S=0.8 mm2的导线,L=2801.8/2=1400米
 
在实际应用中决定导线的真实长度要比计算值略低,当然如果需要提高传输距离,可以增大电线的线径或者减少电线电阻。
无论是磁翻板液位计,还是其他类型的液位计,包括各种物位控制开关,比如液位开关也普遍采用二线制4-20mA输出方式传送开关信号,只是此时往往把电流控制在略小于4mA和略大于20mA这两个电流值分别作为“闭”或“合”两种开关信号。淮安润中仪表科技有限公司产生的磁翻板液位计等液位仪表产品可以根用户的需要提供多种输出信号,其中二线制4-20mA输出方式在其实际广泛应用中,完全能达到上述理论的传输距离。

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