4-20 maفرستنده فشاریکی از پرکاربردترین دستگاه های اندازه گیری فشار در اتوماسیون صنعتی است . اصل کار آن ترکیبی از سنجش فیزیکی ، تبدیل سیگنال و فناوری های انتقال فعلی . در زیر یک تفکیک دقیق از گردش کار اصلی آن است:
{0}}} مرحله سنجش فشار
عنصر حس:
از دیافراگم فلزی استفاده می کند (e . g. ، 316L فولاد ضد زنگ) یا یک سنسور piezoresistive سیلیکون. هنگامی که فشار اعمال می شود ، دیافراگم تحت فشار میکرو (اثر کرنش) قرار می گیرد (اثر کرنش) .}}}}}}}}}}}
اثر piezoresistive (برای سنسورهای نیمه هادی):
پل Wheatstone روی دیافراگم سیلیکون مقاومت را با فشار تغییر می دهد ، و یک سیگنال ولتاژ سطح میلیونی ولتاژ متناسب با فشار (E {{1} G . ، 0-100mv) {.}}}}}}}}}}}}}
2. تبدیل سیگنال و تقویت
پردازش سیگنال سنسور:
سیگنال الکتریکی خام توسط یک تقویت کننده با دقت بالا تقویت می شود (E . G . ، یک تقویت کننده ابزار دقیق مانند INA) برای از بین بردن نویز و بهبود نسبت سیگنال به نویز .
تبدیل آنالوگ به دیجیتال (ADC):
برخی از فرستنده های هوشمند ابتدا سیگنال آنالوگ را به یک سیگنال دیجیتال تبدیل می کنند (E . G . ، از طریق یک ADC بیت 24-) برای خطی توسط یک ریزپردازنده {3.
3. کنترل خروجی فعلی
تبدیل ولتاژ به جریان (مدار V/I):
مؤلفه اصلی یک IC حلقه جریان اختصاصی است که سیگنال پردازش شده را به جریان4-20 ma جریان تبدیل می کند:
4 میلی آمپربا فشار صفر مطابقت دارد (e {{0}} g {{1} ، 0 kpa) .
20 میلی آمپربا فشار کامل در مقیاس مطابقت دارد (e . g {{2} ، 100 kpa) .
اصل دو سیم:
منبع تغذیه (به طور معمول 24 ولت DC) و سیگنال همان دو سیم را به اشتراک می گذارند . 4mA "زندگی صفر زنده" هم قدرت و هم انتقال سیگنال را فراهم می کند .
ویژگی جریان ثابت: مقدار فعلی با مقاومت در برابر خط بی تأثیر باقی می ماند (برای مقاومت بار کمتر از یا برابر با 250Ω) {{2}
4. جبران دما و خطی سازی
تصحیح رانش دما:
یک سنسور دمای داخلی (E.} G. ، PT100) دمای محیط را در زمان واقعی کنترل می کند ، و جبران فشار حرارتی از طریق الگوریتم ها {4.
تصحیح غیرخطی:
ریزپردازنده اتصالات چند جمله ای را به داده های حسگر خام اعمال می کند تا از خطی کامل در مقیاس (E. G . ، ± 0. 1 ٪ FS) استفاده کند.
5. طراحی ضد مداخله
سازگاری الکترومغناطیسی (EMC):
از کابل های محافظ و مدارهای فیلتر (E . G. ، π- فیلترها) برای سرکوب تداخل الکترومغناطیسی در محیط های صنعتی استفاده می کند.
فناوری انزوایی:
انزوای نوری یا مغناطیسی از تداخل حلقه زمین جلوگیری می کند (در محیط های پر سر و صدا مشترک) .
تجزیه و تحلیل ویژگی های کلیدی
|
نشان |
شرح |
|
نقطه صفر زنده (4 میلی آمپر) |
قدرت خاموش دستگاه ({1}} ma) را از شکستن سیگنال متمایز می کند (<3.8mA triggers an alarm). |
|
صرفه جویی در هزینه دو سیم |
سیم کشی انرژی جداگانه را از بین می برد ، نصب را ساده می کند (به خصوص برای انتقال از راه دور ، حداکثر 1 کیلومتر یا بیشتر) {{1} |
|
ایمنی ذاتی |
جریان شروع 4mA از جرقه ها جلوگیری می کند ، و آن را برای مناطق خطرناک مناسب می کند (به یک سد ایمنی نیاز دارد) {{1} |
برنامه های معمولی
1. کنترل فرآیند:
نظارت بر فشار خط لوله روغن (4mA= بدون فشار ، 20mA= 10 mpa) .
2. اندازه گیری سطح مایع:
ارتفاع مایع را از طریق فشار هیدرواستاتیک محاسبه می کند ، متناسب با سطح {{0}
محافظت از تجهیزات3.:
هنگامی که فشار خروجی کمپرسور بیش از حد (بیشتر از یا برابر با 20mA) است ، خاموش می شود.
