为什么我们用4-20毫安电流传输模拟量信号因为它就像四种总线通信方式中的老大哥稳定而且大家都懂
工业中传输模拟量信号的秘密武器:4-20mA电流
在工业领域,总线通信是数据交换的常用方式,但当我们需要测量温度、压力或速度等物理参数时,就必须将这些信息转换为模拟量信号。这样做的目的是为了能够准确无误地在数百米外的地方控制室或显示设备上进行读取。这就是为什么我们选择使用4-20毫安(mA)电流来传输模拟量信号。
首先,我们要知道为什么会选用电流而不是电压。噪声是任何电子系统都不可避免的问题,而大多数工业环境中的噪声都是以电压形式存在的。但即使噪声很强,它们产生的功率通常非常低,所以实际上它们对我们的信号造成影响很小。而且,因为这种方法使用的是恒流输出,即使导线有较大的电阻,这也不会影响到精度。
接收端只需一个250欧姆到地的简单阻抗就能得到0至5伏特(V)的输出,这种低输入阻抗设计可以忽略掉接收器可能产生的小规模输入当前所引起的一些干扰。此外,由于这些变送器内部具有高内阻,其输出与供给它动力的能源没有直接联系,因此,只需要两根线就能实现数据和动力同时传输,这是一种节省成本和空间的好方法。
但是,有时候人们想要更少使用资源,比如说减少连接数量。在这种情况下,可以采用一种称为“两线制”的设计,其中变送器不仅提供了正确格式化后的4至20毫安正弦波,还自己维持了其操作所需的心脏功能。这意味着你只需要两个导线连接一个点,既可以获得精确度,又不必担心源头的问题。
最后,一旦你的系统被建立起来,并且开始工作,你会发现这个过程真是令人兴奋!从一段简单但充满挑战性的任务——将一系列不同类型的物理参数转换成可靠、长距离可扩展并且适合广泛应用的大型数字化系统。你现在已经拥有了一种工具,那就是4-20毫安通用的标准化解决方案。