Hogyan működik a 4-20 MA nyomásadó?

A 4-20 manyomásadóaz ipari automatizálás egyik legszélesebb körben használt nyomásmérési eszköze . A működési alapelve a fizikai érzékelést, a jelkonverzációt és az aktuális átviteli technológiákat kombinálja az alábbiakban található alapvető munkafolyamat részletes bontása:

1. nyomásérzékelési szakasz

Érzékelő elem:
Fém membránot használ (e . g ., 316L rozsdamentes acél) vagy egy szilíciumpiezorsistive érzékelő . nyomást gyakorolva, a diafragma mikro-deformáción esik át (törzshatás) .}}}}}

Piezorsisterive hatás (félvezető érzékelők számára):
A szilícium membránon lévő Wheatstone-híd a nyomással megváltoztatja az ellenállást, és a Millivolt-szintű feszültségjelet arányos (e . g ., 0-100mV) .}}}, 0-100mV).

2. jelkonverzió és erősítés

Érzékelő jelfeldolgozása:
A nyers elektromos jelet egy nagy pontosságú erősítővel (e . G ., egy olyan műszeres erősítő, mint az INA) erősíti, hogy kiküszöbölje a zaj-zaj arányt .} .

Analóg-digitális konverzió (ADC):
Egyes intelligens adók először konvertálják az analóg jelet digitális jelre (e . G ., a 24- bit ADC -n keresztül) egy . mikroprocesszorral történő linearizáláshoz.

3. aktuális kimeneti vezérlés

Feszültség-áramkonverzió (v/i áramkör):
Az alapkomponens egy dedikált áramhurok IC, amely a feldolgozott jelet 4-20 MA áramra konvertálja:

4MAmegfelel a nulla nyomásnak (e {{0}} G ., 0 kPa) .}

20Mamegfelel a teljes méretű nyomásnak (e . g ., 100 kPa) .

Két vezetékes elv:

Tápegység (általában 24 V DC) és a jel ugyanazon a két huzalon van . A 4MA "Live Zero Point" mind a teljesítmény, mind a jelátvitelt biztosítja .

Állandó-áramú jellemző: Az aktuális értéket a vonal ellenállás nem befolyásolja (a terhelési ellenállás esetében kisebb vagy egyenlő 250Ω) .

4. hőmérsékleti kompenzáció és linearizáció

Hőmérsékleti sodródáskorrekció:
A beépített hőmérsékleti érzékelő (e . G ., PT100) valós időben figyeli a környezeti hőmérsékletet, kompenzálva a termikus sodródást . algoritmusokon keresztül

Nemlineáris korrekció:
A mikroprocesszor polinomiális illeszkedést alkalmaz a nyers érzékelő adatokra, hogy biztosítsa a teljes körű linearitást (e . G ., ± 0 . 1% fs).

5. anti-interferencia-tervezés

Elektromágneses kompatibilitás (EMC):
Árnyékolt kábeleket és szűrőáramköröket használ (E . G ., π-szűrők) az elektromágneses interferencia elnyomására ipari környezetben .

Elszigetelődéses technológia:
Az optikai vagy mágneses elszigeteltség megakadályozza a földhurok-interferenciát (általános a magas zajú környezetben) .

Legfontosabb jellemzők elemzése

Tipikus alkalmazások

1. folyamatvezérlés:
Olaj -csővezeték nyomásfigyelés (4MA=Nincs nyomás, 20MA=10 MPa) .

2. Folyadékszintmérés:
Kiszámítja a folyadékmagasságot hidrosztatikus nyomáson keresztül, az aktuális arányos a . szinttel.

3. berendezések védelme:
Triggers leállítás Ha a kompresszor kimeneti nyomása meghaladja a határértékeket (nagyobb vagy egyenlő 20 mA) .