4-20mA 信號發生器 訊號產生器 4-20mA信號源 4-20mA 工業標準恒流源控制信號

描述

4-20mA信號發生器 訊號產生器 4-20mA信號源 4-20mA 工業標準恒流源控制信號

SIG-420型 4-20mA信號發生器

• 旋鈕採用多圈精密電位器,精細調節,平穩輸出。
• 電源埠具有極性保護、電源接返不工作,不燒元件。
• 電源電壓:直流12V-30V寬電壓輸入,整機功率<1.5W。
• 直流12V供電,輸出端負載阻抗範圍0-285歐姆之間;直流24V供電,負載阻抗範圍0-800歐姆之間。
• 測試輸出是否正常,可以用萬用表(直流電流檔)直接短接輸出端子,比較顯示值與萬用表讀書是否一致。
• 產品可用於:信號源產生、閥門調節、變頻器控制、PLC調試、儀錶測試、發光二極體測試、模擬變送器的輸出。
• 可屏櫃嵌入式安裝,櫃體開孔尺寸:76mm*40mm。

參數設置： 長按下旋鈕 6 秒鐘以上，進入設置模式，旋轉旋鈕可調節功能，短按確定。

可以傳輸的距離與注意事項:

4-20mA 電流迴路可以傳輸的距離主要受到以下幾個因素的限制：

• 導線的電阻 (Loop Resistance): 導線越長，電阻越大，根據歐姆定律 (V=IR)，在相同的電流下，電壓降也會越大。如果電壓降過大，接收端的設備可能無法獲得足夠的電壓來正常工作。
• 電源供應器的電壓 (Loop Power Supply Voltage): 電源供應器需要提供足夠的電壓來克服整個迴路的電壓降，包括導線、發送器和接收器等。
• 接收器 (Load) 的阻抗: 接收器本身也有一定的阻抗，會造成電壓降。
• 導線的線徑 (Wire Gauge): 較粗的導線電阻較小，可以減少電壓降，從而延長傳輸距離。

一般情況下，4-20mA 電流迴路可以可靠地傳輸數百公尺，甚至在一些工業應用中可以達到一公里以上。

以下是一些相關的資訊：

• 有些資料指出，在理想條件下，使用較粗的導線，4-20mA 訊號可以傳輸數公里的距離。
• 西門子 (Siemens) 的技術論壇中提到，水準感測器的 4-20mA 訊號可以傳輸 500 公尺而不會損失訊號。
• 另一個討論提到，使用 20 AWG 的導線，大約 18,750 英尺 (約 5.7 公里) 的距離是可行的，但這是在理想的阻抗條件下。
• 實際應用中，為了確保訊號的穩定性和準確性，通常會將傳輸距離限制在 幾百公尺 的範圍內。

總結來說，4-20mA 電流產生器理論上可以傳輸相當長的距離，但實際傳輸距離會受到迴路中的總電阻和電源供應器電壓的限制。在大多數工業應用中，幾百公尺是一個常見且可靠的傳輸範圍。

如果您需要精確的傳輸距離，建議您計算整個迴路的總電阻（包括導線長度、線徑、發送器和接收器的阻抗），並確保電源供應器的電壓足夠克服這些電壓降，以提供接收器正常工作所需的電壓。

實測欣賞：（發貨前，均使用高精度儀器校準！！）

常見問題: 電源供應與線材選用注意事項

產品規格：

• 12V 供電： 負載阻抗範圍 0-285 歐姆
• 24V 供電： 負載阻抗範圍 0-800 歐姆
• 待控設備與信號產生器的距離： 約 15 公尺

您的目標是為這個 4-20mA 產生器供電，並透過 15 公尺的電流線連接到您的負載（待控設備）。為了確保系統正常運作，您需要選擇合適的電源供應，使其提供的電壓能夠克服電流線和負載的電阻所造成的電壓降。

分析電流線的電阻：

首先，我們需要估算 15 公尺電流線的電阻。這取決於您使用的導線的線徑（AWG）。線徑越粗，電阻越小。

您可以參考導線電阻表來查找不同線徑的電阻值（通常以歐姆/每千英尺或歐姆/每公里表示）。

假設您使用常見的工業控制線，例如 24 AWG 或 22 AWG 的雙絞線。這些線徑的電阻大約在每公尺幾十毫歐姆的範圍內。

• 保守估計： 假設每公尺的電阻為 0.1 歐姆（這是一個相對較高的估計，實際可能會更低）。
• 15 公尺的電阻： 15 公尺 * 0.1 歐姆/公尺 = 1.5 歐姆

分析電源供應的選擇：

現在我們來看看在兩種供電電壓下，您的系統是否可行：

1. 使用 12V 電源供應：

• 最大負載阻抗： 285 歐姆
• 電流線電阻（估計）： 1.5 歐姆
• 總迴路阻抗（最大）： 285 歐姆 + 1.5 歐姆 = 286.5 歐姆

根據您的產品規格，在 12V 供電下，最大允許的負載阻抗是 285 歐姆。即使加上 1.5 歐姆的電流線電阻，總迴路阻抗仍然略高於這個限制。

讓我們計算在最大電流 (20mA = 0.02A) 時的電壓降：

• 電流線上的電壓降： V = I * R = 0.02A * 1.5 歐姆 = 0.03V
• 在最大負載阻抗上的電壓降： V = I * R = 0.02A * 285 歐姆 = 5.7V
• 總電壓需求（最大）： 0.03V + 5.7V = 5.73V

由於您的 12V 電源供應遠高於這個需求，理論上在電壓方面是足夠的。然而，您的產品規格明確限制了負載阻抗在 0-285 歐姆之間。加上電流線的電阻後，您的實際迴路阻抗可能會略微超出這個範圍的上限。 雖然這可能在某些情況下仍然可以工作，但不建議超出產品規格，因為可能影響精度或導致設備工作不穩定。

2. 使用 24V 電源供應：

• 最大負載阻抗： 800 歐姆
• 電流線電阻（估計）： 1.5 歐姆
• 總迴路阻抗（最大）： 800 歐姆 + 1.5 歐姆 = 801.5 歐姆

同樣，加上電流線的電阻後，總迴路阻抗略高於 800 歐姆的限制。

讓我們計算在最大電流 (20mA = 0.02A) 時的電壓降：

• 電流線上的電壓降： V = I * R = 0.02A * 1.5 歐姆 = 0.03V
• 在最大負載阻抗上的電壓降： V = I * R = 0.02A * 800 歐姆 = 16V
• 總電壓需求（最大）： 0.03V + 16V = 16.03V

您的 24V 電源供應遠高於這個需求，並且總迴路阻抗僅略微超出 800 歐姆的限制。

電源供應布局建議：

基於以上分析，強烈建議您使用 24V 的直流電源供應。 雖然在理論電壓需求上 12V 也可以滿足，但為了嚴格遵守產品規格，並確保系統的穩定性和精度，24V 供電提供了更大的餘裕。

具體的布局方式如下：

1. 選擇 24V 的直流電源供應器： 確保其輸出電壓穩定，並具有足夠的電流輸出能力（至少要能提供 20mA 的電流）。
2. 連接電源供應器到 4-20mA 產生器： 按照產品手冊的說明正確連接電源線。
3. 使用合適的導線連接 4-20mA 產生器和待測設備：
   • 線徑選擇： 建議選擇線徑較粗的導線（例如 22 AWG 或更粗），以降低電流線的電阻，雖然 15 公尺的距離影響可能不大，但較粗的線能提供更好的穩定性。
   • 連接方式： 確保連接牢固可靠，避免接觸不良。
4. 將待測設備作為 4-20mA 電流迴路的負載連接到電流線上。

重要注意事項：

• 確認負載阻抗： 務必了解您的待測設備的輸入阻抗。這個阻抗必須在您選擇的電源供應所允許的負載阻抗範圍內（0-285 歐姆 for 12V, 0-800 歐姆 for 24V）。
• 實際導線電阻： 如果您對導線的電阻非常敏感，可以使用萬用表測量實際使用的 15 公尺導線的電阻，以獲得更精確的計算。
• 避免過長的導線： 雖然 4-20mA 訊號具有一定的抗干擾能力，但過長的導線仍然可能引入雜訊。15 公尺在大多數情況下是可接受的。
• 測試和驗證： 在實際應用中，務必進行測試，確保 4-20mA 訊號傳輸正常，並且待測設備能夠正確讀取電流值。

總結：

對於 15 公尺的電流線長，強烈建議您使用 24V 的直流電源供應，以確保您的系統在產品規格允許的範圍內運行，並提供更好的穩定性和可靠性。在連接時，選擇合適線徑的導線，並確保連接牢固。最後，務必測試整個系統以驗證其正確性。