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液位開關二線制輸出方式的傳輸距離有多遠？
2017-01-05
工業上普遍需要測量各類非電物理量，例如物位、溫度、壓力、速度、角度等。測量這些參數的液位計、溫度計、壓力計等都需要將具體量值轉換成模擬量電信號才能傳輸到幾百米外的控制室或顯示設備上，而工業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，比如液位開關也普遍采用二線制4～20mA輸出方式傳送開關信號，只是此時往往把電流控制在略小于4mA和略大于20mA這兩個電流值分別作為“閉”或“合”兩種開關信號。那么二線制4～20mA輸出方式的傳輸距離到底有多遠呢？
當儀表供電電源低至一定程度或導線電阻大到一定程度時，二線制4～20mA電流傳送信號將產生誤差。因此，二線制4～20mA輸出方式的傳輸距離決定于以下參數：
1．負載電阻RL
2．連接導線的電阻r
3．供電電壓VO及其波動范圍△V
假設儀表的最大輸出電流為Imax，儀表能維持最大工作電流時的最低供電電壓為Vmin，RL=250Ω，
VO=24V，電源允許波動△V=24×5%=1.2V，Imax=20mA=0.02A，最低供電電壓Vmin由于各種型號儀表不同，在此，取16.28V（大多數儀表的平均值）。
即Vmin=16.28≤24-1.2-0.02(250+r)，則連接導線的電阻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《電工手冊》中的數據，銅線在75℃的電阻系數為ρ=0.0217Ω.mm2/m。
根據L=S×r/ρ,就可以計算出銅導線的最大長度，也即傳輸的最遠距離：
A．S=1.5mm2的導線，L=1.5×76/0.0217=5253米。
B．S=0.8mm2的導線，L=0.8×76/0.0217=2801米。
由于往返是兩根線，故上述結果應除以2，即：
A．S=1.5mm2的導線，L=5253.5/2=2626米。
B．S=0.8mm2的導線，L=2801.8/2=1400米。
在實際應用中決定導線的真實長度要比計算值略低，當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。
當儀表供電電源低至一定程度或導線電阻大到一定程度時，二線制4～20mA電流傳送信號將產生誤差。因此，二線制4～20mA輸出方式的傳輸距離決定于以下參數：
1．負載電阻RL
2．連接導線的電阻r
3．供電電壓VO及其波動范圍△V
假設儀表的最大輸出電流為Imax，儀表能維持最大工作電流時的最低供電電壓為Vmin，RL=250Ω，
VO=24V，電源允許波動△V=24×5%=1.2V，Imax=20mA=0.02A，最低供電電壓Vmin由于各種型號儀表不同，在此，取16.28V（大多數儀表的平均值）。
即Vmin=16.28≤24-1.2-0.02(250+r)，則連接導線的電阻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《電工手冊》中的數據，銅線在75℃的電阻系數為ρ=0.0217Ω.mm2/m。
根據L=S×r/ρ,就可以計算出銅導線的最大長度，也即傳輸的最遠距離：
A．S=1.5mm2的導線，L=1.5×76/0.0217=5253米。
B．S=0.8mm2的導線，L=0.8×76/0.0217=2801米。
由于往返是兩根線，故上述結果應除以2，即：
A．S=1.5mm2的導線，L=5253.5/2=2626米。
B．S=0.8mm2的導線，L=2801.8/2=1400米。
在實際應用中決定導線的真實長度要比計算值略低，當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。
深圳計為自動化技術有限公司生產的Fork-11音叉料位開關和Ring-11音叉液位開關等物位開關產品都提供多種輸出信號，其中二線制輸出方式在其實際廣泛應用中，完全能達到上述理論的傳輸距離。
以上就是有關液位開關二線制輸出方式的傳輸距離有多遠的相關介紹，如欲了解更多物位開關方面的知識，歡迎關注微信公眾號：Jiweimeter。
（深圳計為自動化技術有限公司研發中心2017年1月5日發布）
TAGS : 液位開關
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