4-20 maمرسل الضغطهي واحدة من أكثر أجهزة قياس الضغط استخدامًا على نطاق واسع في الأتمتة الصناعية . يجمع مبدأ عملها بين الاستشعار المادي ، وتحويل الإشارة ، وتقنيات الإرسال الحالية . أدناه هو انهيار مفصل لسير العمل الأساسي:
1. مرحلة استشعار الضغط
عنصر الاستشعار:
يستخدم حاجز معدني (e . g . ، 316l من الفولاذ المقاوم للصدأ) أو مستشعر السيليكون piezoresistive . عند تطبيق الضغط ، يخضع الحجاب الحاجز إلى توافق صغير (تأثير سلالة) {{5}
تأثير piezoresive (لأجهزة استشعار أشباه الموصلات):
يتغير جسر الحجر الواحد على الحجاب الحاجز السيليكون المقاومة بالضغط ، وإخراج إشارة الجهد على مستوى ميلفولت تتناسب مع الضغط (E . g . ، 0-100mv) .
2. تحويل الإشارة وتضخيمها
معالجة إشارة المستشعر:
يتم تضخيم الإشارة الكهربائية الخام بواسطة مضخم الدقة عالي الدقة (e . g . ، مضخم أجهزة مثل INA) للتخلص من الضوضاء وتحسين نسبة الإشارة إلى العدوى .
التحويل التناظرية إلى الرقمية (ADC):
تقوم بعض أجهزة الإرسال الذكية أولاً بتحويل الإشارة التناظرية إلى إشارة رقمية (e . g . ، عبر24- بت ADC) للمعالج الدقيق .
3. التحكم في الإخراج الحالي
تحويل الجهد إلى تواصل (دائرة V/I):
المكون الأساسي هو IC الحالي المخصص للحلول الحالية ، ويحول الإشارة المعالجة إلى تيار 4-20 ma:
4MAيتوافق مع الضغط الصفر (E {{0}} g . ، 0 kPa) .
20MAيتوافق مع الضغط الكامل (E . g . ، 100 kpa) .
مبدأ سلكين:
تزداد الطاقة (عادةً 24 فولت DC) وإشارة يشتركان في نفس الأسلفين . يوفر 4MA "Live Zero Point" كل من نقل الطاقة والإشارة .
خاصية التيار الثابت: لا تزال القيمة الحالية غير متأثرة بمقاومة الخط (لمقاومة الحمل أقل من أو تساوي 250Ω) .
4. تعويض درجة الحرارة والخطية
تصحيح انجراف درجة الحرارة:
مستشعر درجة حرارة مدمج (e . g . ، pt100) يراقب درجة الحرارة المحيطة في الوقت الحقيقي ، وتعويض الانجراف الحراري عبر الخوارزميات .
تصحيح اللاخطي:
يطبق المعالجات الدقيقة التركيب متعدد الحدود على بيانات مستشعر RAW لضمان خطية كاملة (E . g . ، ± 0 . 1 ٪ fs).
5. تصميم مكافحة التداخل
التوافق الكهرومغناطيسي (EMC):
يستخدم الكابلات المحمية ودوائر التصفية (E . g . ، π-filters) لقمع التداخل الكهرومغناطيسي في البيئات الصناعية .
تقنية العزلة:
العزلة البصرية أو المغناطيسية تمنع تداخل حلقة الأرض (شائعة في البيئات العالية) .
تحليل الميزات الرئيسية
|
ميزة |
وصف |
|
Live Zero Point (4MA) |
يميز جهاز التشغيل (0 ma) من كسر الإشارة (<3.8mA triggers an alarm). |
|
توفير التكاليف سلكين |
يلغي الأسلاك المنفصلة للطاقة ، وتبسيط التثبيت (خاصة بالنسبة للإرسال عن بُعد ، حتى 1 كم أو أكثر) . |
|
السلامة الجوهرية |
يمنع بدء تشغيل 4MA الشرر ، مما يجعله مناسبًا للمناطق الخطرة (يتطلب حاجز أمان) . |
التطبيقات النموذجية
1. التحكم في العملية:
مراقبة ضغط خط أنابيب الزيت (4MA=لا ضغط ، 20ma=10 mpa) .
2. قياس المستوى السائل:
يحسب الارتفاع السائل عبر الضغط الهيدروستاتيكي ، مع تيار يتناسب مع المستوى .
3. حماية المعدات:
يثير الإغلاق عند تجاوز ضغط منفذ الضاغط الحدود (أكبر من أو يساوي 20mA) .
