Cualquier parámetro de proceso, como la Temperatura, la Presión, el Flujo y la Densidad, se detecta, mide un sensor y se convierte en una señal eléctrica en forma de tensión. El voltaje del sensor se envía al transmisor para convertir en una forma estándar la señal de salida de corriente.
La mayoría de las aplicaciones utilizan señal de 4-20 mA en lugar de 0-20 mA o 0-5 V, o 1-5 V.
1 (a). Live Zero es decir, 4 mA. Es fácil detectar que el cable de señal no está roto. Si es » 0 » mA, incapaz de saber que es una señal o un cable roto.
(b). El 4 mA se utiliza como «rango cero». Si el rango cero fuera realmente cero mA, entonces no habría corriente y, por lo tanto, no habría energía para conducir el instrumento de campo. El instrumento de campo requeriría dispositivos de 3 o 4 cables. Se tienen en cuenta los costos adicionales de cableado.
(c). Otra razón para elegir 4 mA es que cuando el transmisor se introdujo por primera vez, funcionaba con una señal de presión neumática para la transmisión. Más tarde, se introdujeron chips electrónicos que requieren un mínimo de 3 mA de corriente para funcionar. Por lo tanto, un margen de 4 mA se toma como referencia.
2. Escala y cálculo: con una señal de 4-20 mA, es fácil escalar y calcular el parámetro de proceso.
(a). Escala: señal de 4-20 mA
mA Porcentaje
4 mA 0
8 mA 25
12 mA 50
16 mA 75
20 mA 100
(b). Calcular el porcentaje de señal correspondiente a la señal mA
(Valor medido -. Valor de rango inferior) / Span * 100%
Por ejemplo: la señal de 15 mA es (15-4)/16*100% = 68.75 %
3. Conversión analógica a digital: La CPU en PLC / DCS / controlador independiente necesita señal digital de 1-5 V. PLC / DCS convierte la señal analógica a digital para que la CPU pueda leerla. Para la conversión de corriente de 4-20 mA a 1-5 V se necesita una resistencia de 250 ohmios.
Como sabemos que V= I R
V= 4 mA X 250 Ω = 1 V
8 mA X 250 Ω = 2 V
12 mA X 250 Ω = 3 V
16 mA X 250 Ω = 4 V
20 mA X 250 Ω = 5 V
4. Razón para 20 mA: 20 mA se utiliza como máximo porque el Corazón humano puede soportar hasta 30 mA de corriente solamente. Por lo tanto, como punto de vista de seguridad, se elige 20 mA.
Ventajas:
Es más robusto contra interferencias electromagnéticas.
Los cables muy largos tienen resistencia, lo que provoca una caída de tensión. La caída de tensión afecta a la lectura. La ventaja de usar una señal de 4-20 mA es que las señales de corriente no tienen este problema.
Desventajas:
La corriente puede inducir un campo magnético y una conversación cruzada con líneas paralelas. Se debe usar alambre trenzado y mantenerlo alejado de otras líneas de comunicación.