Аналоговый сигнал 4 - 20 мА: надежность, безопасность и помехоустойчивость

Аналоговый сигнал 4 - 20 мА – это «стандарт», широко используемый в промышленной автоматизации, строительстве и многих других отраслях промышленности. Он предназначен для передачи сигналов управления и измерения. Современный рынок представлен широким выбором датчиков, имеющих выходной сигнал 4 - 20 мА. Компания «Химлаборреактив» предлагает большой ассортимент датчиков для измерения температуры, давления, расхода, уровня и других физических параметров от ведущих европейских брендов «WIKA» и «Kobold».

Также такие компоненты для автоматизации как частотные преобразователи, устройства плавного пуска и многие другие обычно имеют определенное количество входных/выходных каналов, поддерживающих использование этого типа сигнала. Значение тока в 4 мА соответствует 0 % шкалы, а значение в 20 мА соответственно считается 100 % шкалы. Поэтому любой показатель тока от 4 до 20 мА соответствует определенному проценту на шкале от 0 до 100 %.

Но почему именно такие параметры стали стандартом для применения? Далее подробно с этим разбираемся.

Не логично, но практично: 4 мА = 0 %, а 20 мА = 100 %

Показатель 4 мА выбран за нулевой процент не случайно. Связано это с тем, что так проще обнаружить наличие обрыва в сигнальной цепи – это может быть оборван или поврежден провод, или даже сам прибор вышел из строя. В таком случае 4 мА используется как «живой ноль». Это значит, что при получении тока на уровне 0 мА, прибор с большой вероятностью неисправный или сигнальная цепь находится в разомкнутом состоянии (поврежден).

Зачем использовать 20 мА для обозначения 100 % шкалы? Почему бы не использовать 50 мА или больше? Ведь чем выше диапазон тока, тем точнее будет результат измерения?

Ответ прост, но практичен – это делается из соображений безопасности. Человеческое сердце в большинстве своем может выдержать ток до 30 мА, если же ток выше этого значения – человек рискует своей жизнью.

Электромагнитные помехи – не помехи!

В отличие от другого достаточно популярного типа сигнала 0 - 10 В, обеспечить большую устойчивость к электромагнитным помехам позволяет именно сигнал 4 - 20 мА. Очень длинные кабельные линии имеют сопротивление, что приводит к существенному перепаду напряжения. Падение напряжения ощутимо влияет на измеренное значение. Упомянутые токовые сигналы такой проблемы не имеют.

Современные датчики: минимальное потребление с максимальной эффективностью

С развитием технологий и созданием новых поколений приборов, которые стали более технологичны и совершенны, появились модели датчиков, которые имеют достаточно малый ток питания. Таким образом, появляется отличная возможность «заживить» подобный прибор с помощью сигнальной цепи. Например, при конфигурации одной из популярных на рынке Украины моделей преобразователя давления А - 10 от WIKA, можно выбрать 2-х проводную схему подключения, где сигнал от датчика и питание происходит по одной и той же паре проводов. Такая же схема подключения используется в миниатюрном термометре сопротивления TR31, магнитострикционном уровнемере FLM – CA TR31, а также многих других датчиках, которые предлагает ХЛР.

ООО «Химлаборреактив» является официальным представителем брендов «WIKA», «Kobold», «Flo-instruments» в Украине. ХЛР вместе с ведущими европейскими производителями предлагает широкий выбор контрольно-измерительных приборов с унифицированным выходным сигналом 4 - 20 мА. Специалисты ХЛР помогут подобрать датчики давления, температуры, измерения уровня или расхода, которые закрывают ваши потребности в измерении и контроле данных параметров.