4-20 mA basınç vericisi nasıl çalışır?

4-20 mAbasınç vericiEndüstriyel otomasyonda en yaygın kullanılan basınç ölçüm cihazlarından biridir . Çalışma prensibi fiziksel algılama, sinyal dönüşümü ve akım iletim teknolojilerini birleştirir . Aşağıdaki temel iş akışının ayrıntılı bir dökümüdür:

1. basınç algılama aşaması

Algılama elemanı:
Bir metal diyafram (e . g ., 316L paslanmaz çelik) veya bir silikon piezoresistif sensör . Basınç uygulandığında, diyafram mikro-felakete (gerginlik etkisi)}} geçirir.

Piezoresistif etki (yarı iletken sensörler için):
Silikon diyafram üzerindeki buğday taşı köprüsü, basınçla direnci değiştirerek basınçla orantılı bir milivolt düzeyinde voltaj sinyali çıkarır (. g ., 0-100mv) .}

2. sinyal dönüşümü ve amplifikasyonu

Sensör sinyal işleme:
Ham elektrik sinyali, gürültüyü ortadan kaldırmak ve sinyal-gürültü oranını iyileştirmek için yüksek hassasiyetli bir amplifikatör (E . g .}., INA gibi bir enstrümantasyon amplifikatörü) ile güçlendirilir . .

Analogdan dijital dönüşüm (ADC):
Bazı akıllı vericiler önce analog sinyali bir mikroişlemci tarafından doğrusallaştırma için 24- bit ADC aracılığıyla bir dijital sinyale (E . G .}}}}, 24- bit ADC'ye dönüştürür .

3. Akım Çıktı Kontrolü

Voltaj-akım dönüşümü (V/I devresi):
Çekirdek bileşen, işlenen sinyali 4-20 mA akımına dönüştüren özel bir akım döngüsü IC'dir:

4maSıfır basıncına karşılık gelir (e {{0}} g ., 0 kPa) .

20mATam ölçekli basınca karşılık gelir (e . g ., 100 kPa) .

İki telli prensip:

Güç kaynağı (tipik olarak 24V DC) ve sinyal aynı iki kabloyu paylaşmak . 4mA "Canlı Sıfır Noktası" hem güç hem de sinyal iletimi sağlar .

Sabit akım karakteristiği: Akım değeri çizgi direnciden etkilenmez (250Ω'dan daha az yük direnci için) .

4. sıcaklık telafisi ve doğrusallaştırma

Sıcaklık Sürükleme Düzeltmesi:
Yerleşik bir sıcaklık sensörü (E . g ., PT100), ortam sıcaklığını gerçek zamanlı olarak izler ve algoritmalar yoluyla termal sürüklenmeyi telafi eder .

Doğrusal olmama düzeltmesi:
Mikroişlemci, tam ölçekli doğrusallığı (e . g ., ± 0 .}% 1 fs) sağlamak için ham sensör verilerine polinom uyumu uygular.

5. etkileşim önleme tasarımı

Elektromanyetik uyumluluk (EMC):
Endüstriyel ortamlarda elektromanyetik paraziti baskılamak için korumalı kablolar ve filtre devreleri (E . g ., π-filters) kullanır .

İzolasyon teknolojisi:
Optik veya manyetik izolasyon, toprak döngüsü parazitini önler (yüksek gürültü ortamlarında yaygın) .

Temel Özellikler Analizi

Tipik uygulamalar

1. işlem kontrolü:
Petrol Boru Hattı Basınç İzleme (4mA=Basınç Yok, 20mA=10 MPa) .

2. sıvı seviyesi ölçümü:
Sıvı yüksekliğini hidrostatik basınç yoluyla hesaplar, akım . seviyesine orantılı olarak

3. ekipman koruması:
Kompresör çıkış basıncı sınırları aştığında tetikleyiciler (20mA'ya eşit veya eşit) .