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從研發(fā)認(rèn)識(shí)計(jì)為
液位開關(guān)二線制輸出方式的傳輸距離有多遠(yuǎn)？
2017-01-05
工業(yè)上普遍需要測(cè)量各類非電物理量，例如物位、溫度、壓力、速度、角度等。測(cè)量這些參數(shù)的液位計(jì)、溫度計(jì)、壓力計(jì)等都需要將具體量值轉(zhuǎn)換成模擬量電信號(hào)才能傳輸?shù)綆装倜淄獾目刂剖一蝻@示設(shè)備上，而工業(yè)上最廣泛采用的是用4～20mA電流來傳輸模擬量。各種物位控制開關(guān)，比如液位開關(guān)也普遍采用二線制4～20mA輸出方式傳送開關(guān)信號(hào)，只是此時(shí)往往把電流控制在略小于4mA和略大于20mA這兩個(gè)電流值分別作為“閉”或“合”兩種開關(guān)信號(hào)。那么二線制4～20mA輸出方式的傳輸距離到底有多遠(yuǎn)呢？
當(dāng)儀表供電電源低至一定程度或?qū)Ь€電阻大到一定程度時(shí)，二線制4～20mA電流傳送信號(hào)將產(chǎn)生誤差。因此，二線制4～20mA輸出方式的傳輸距離決定于以下參數(shù)：
1．負(fù)載電阻RL
2．連接導(dǎo)線的電阻r
3．供電電壓VO及其波動(dòng)范圍△V
假設(shè)儀表的最大輸出電流為Imax，儀表能維持最大工作電流時(shí)的最低供電電壓為Vmin，RL=250Ω，
VO=24V，電源允許波動(dòng)△V=24×5%=1.2V，Imax=20mA=0.02A，最低供電電壓Vmin由于各種型號(hào)儀表不同，在此，取16.28V（大多數(shù)儀表的平均值）。
即Vmin=16.28≤24-1.2-0.02(250+r)，則連接導(dǎo)線的電阻r=24-1.2-16.28/0.02-250=76Ω。
儀表連接電線用的是銅線，其截面大多選擇S=1.5 mm2和S=0.8 mm2的居多，根據(jù)《電工手冊(cè)》中的數(shù)據(jù)，銅線在75℃的電阻系數(shù)為ρ=0.0217Ω.mm2/m。
根據(jù)L=S×r/ρ,就可以計(jì)算出銅導(dǎo)線的最大長(zhǎng)度，也即傳輸?shù)淖钸h(yuǎn)距離：
A．S=1.5mm2的導(dǎo)線，L=1.5×76/0.0217=5253米。
B．S=0.8mm2的導(dǎo)線，L=0.8×76/0.0217=2801米。
由于往返是兩根線，故上述結(jié)果應(yīng)除以2，即：
A．S=1.5mm2的導(dǎo)線，L=5253.5/2=2626米。
B．S=0.8mm2的導(dǎo)線，L=2801.8/2=1400米。
在實(shí)際應(yīng)用中決定導(dǎo)線的真實(shí)長(zhǎng)度要比計(jì)算值略低，當(dāng)然如果需要提高傳輸距離，可以增大電線的線徑或者減少電線電阻。
當(dāng)儀表供電電源低至一定程度或?qū)Ь€電阻大到一定程度時(shí)，二線制4～20mA電流傳送信號(hào)將產(chǎn)生誤差。因此，二線制4～20mA輸出方式的傳輸距離決定于以下參數(shù)：
1．負(fù)載電阻RL
2．連接導(dǎo)線的電阻r
3．供電電壓VO及其波動(dòng)范圍△V
假設(shè)儀表的最大輸出電流為Imax，儀表能維持最大工作電流時(shí)的最低供電電壓為Vmin，RL=250Ω，
VO=24V，電源允許波動(dòng)△V=24×5%=1.2V，Imax=20mA=0.02A，最低供電電壓Vmin由于各種型號(hào)儀表不同，在此，取16.28V（大多數(shù)儀表的平均值）。
即Vmin=16.28≤24-1.2-0.02(250+r)，則連接導(dǎo)線的電阻r=24-1.2-16.28/0.02-250=76Ω。
儀表連接電線用的是銅線，其截面大多選擇S=1.5 mm2和S=0.8 mm2的居多，根據(jù)《電工手冊(cè)》中的數(shù)據(jù)，銅線在75℃的電阻系數(shù)為ρ=0.0217Ω.mm2/m。
根據(jù)L=S×r/ρ,就可以計(jì)算出銅導(dǎo)線的最大長(zhǎng)度，也即傳輸?shù)淖钸h(yuǎn)距離：
A．S=1.5mm2的導(dǎo)線，L=1.5×76/0.0217=5253米。
B．S=0.8mm2的導(dǎo)線，L=0.8×76/0.0217=2801米。
由于往返是兩根線，故上述結(jié)果應(yīng)除以2，即：
A．S=1.5mm2的導(dǎo)線，L=5253.5/2=2626米。
B．S=0.8mm2的導(dǎo)線，L=2801.8/2=1400米。
在實(shí)際應(yīng)用中決定導(dǎo)線的真實(shí)長(zhǎng)度要比計(jì)算值略低，當(dāng)然如果需要提高傳輸距離，可以增大電線的線徑或者減少電線電阻。
深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的Fork-11音叉料位開關(guān)和Ring-11音叉液位開關(guān)等物位開關(guān)產(chǎn)品都提供多種輸出信號(hào)，其中二線制輸出方式在其實(shí)際廣泛應(yīng)用中，完全能達(dá)到上述理論的傳輸距離。
以上就是有關(guān)液位開關(guān)二線制輸出方式的傳輸距離有多遠(yuǎn)的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開關(guān)方面的知識(shí)，歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：Jiweimeter。
（深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司研發(fā)中心2017年1月5日發(fā)布）
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