Descreve brevemente o medidor de vazão eletromagnético e outros instrumentos industriais que utilizam um sinal de 4 a 20 mA como padrão de saída.

Na produção industrial, frequentemente utilizamos tipos. indicador de nível Em instrumentos de medição como medidores de vazão eletromagnéticos e outros que utilizam saídas de 4 a 20 mA, surge a questão: trata-se de um padrão técnico? Qual a razão para a sua criação? Por que se utiliza essa faixa de potência do sinal? Quais os benefícios de se utilizar esse padrão na prática? Como, então, aplicar os padrões técnicos para garantir a operação correta? Essa é uma área que muitos profissionais da indústria de instrumentos de medição precisam aprender e dominar. A. Estrutura e princípio do transdutor de dois fios: o princípio do transdutor de dois fios consiste em utilizar o sinal de 4 a 20 mA para se alimentar. Se a potência do transmissor for superior a 4 mA, não será possível fornecer uma saída inferior a 4 mA. Portanto, geralmente, o consumo de energia do transmissor do sistema de dois fios (todo o circuito), incluindo os sensores, não deve ultrapassar 3,5 mA. Este é um dos princípios de projeto do transdutor de dois fios. Em sua estrutura completa, o transdutor de dois fios é composto por três partes: sensor, circuito de modulação e conversor V/I do sistema de dois fios. Os sensores convertem grandezas físicas em parâmetros elétricos, como temperatura e pressão, e regulam o circuito de saída, que amplifica e condiciona sinais fracos ou não lineares, convertendo-os em uma saída de tensão linear. O circuito de conversão V/I do sistema de dois fios controla o consumo total de energia de acordo com a saída do circuito de condicionamento de sinal; a partir do laço de tensão, a tensão é estabilizada simultaneamente, para uso no circuito de modulação e nos sensores. Além do circuito de conversão V/I, cada parte do circuito possui sua própria corrente de alimentação. O princípio fundamental do projeto do transdutor de dois fios é incluir toda a corrente da conversão V/I dentro do laço de realimentação. Como mostrado na figura, o resistor de amostragem Rs, na extremidade inferior do circuito, faz com que toda a corrente flua através de Rs de volta para alimentar o cátodo. O sinal de realimentação é obtido de Rs, que contém todo o consumo de energia do circuito. Em um transdutor de dois fios, o consumo total de energia não pode ser superior a 3,5 mA, portanto, o projeto de um circuito de baixo consumo de energia torna-se um grande desafio. As seções seguintes analisarão o princípio do circuito e os pontos de projeto. Em segundo lugar, a indústria geralmente precisa medir todos os tipos de grandezas físicas não elétricas, como temperatura, pressão, velocidade, ângulo e assim por diante, que precisam ser convertidas em sinais analógicos para serem transmitidas a algumas centenas de metros de distância da sala de controle ou do dispositivo de exibição. Este dispositivo de conversão de grandeza física em sinal elétrico é chamado de transdutor. É amplamente utilizado na indústria para transmitir correntes analógicas de 4 a 20 mA. Isso ocorre porque o sinal de corrente não é suscetível a interferências e a resistência interna da fonte de corrente é infinita, não afetando a precisão da transmissão em série com a resistência do condutor do circuito, mesmo em um par trançado comum, a centenas de metros de distância. O valor de 20 mA é utilizado devido aos requisitos de segurança contra explosões: uma corrente elétrica de 20 mA, causada por uma faísca, inflama o gás. O valor de 0 mA não é utilizado porque, para detectar desconexões, é necessário que haja uma corrente de operação normal de pelo menos 4 mA. Quando ocorre uma falha no circuito de transmissão, a corrente cai para zero. Geralmente, utiliza-se 2 mA como valor de alarme de desconexão. Transdutores de corrente, que convertem grandezas físicas em corrente de saída de 4 a 20 mA, necessitam de alimentação externa. Normalmente, requerem dois cabos de alimentação no transmissor, além de dois fios de saída de corrente, totalizando quatro fios, o que caracteriza um transdutor de quatro fios. Alternativamente, pode-se utilizar um único fio para a corrente de saída e para a alimentação (VCC ou GND), economizando um fio, o que caracteriza um transdutor de três fios. De fato, a corrente de 4 a 20 mA pode ser utilizada pela própria alimentação do transdutor do medidor de vazão eletromagnético, conforme ilustrado na Figura 1c. O transmissor funciona como uma carga especial no circuito, com consumo de energia entre 4 e 20 mA, de acordo com a saída do sensor. Basta conectá-lo ao circuito para exibir o sinal. Como o transmissor possui apenas dois fios externos, ele é chamado de transdutor de dois fios. A corrente mínima em circuitos industriais é de 4 mA, portanto, desde que esteja dentro dessa faixa, o transmissor deve fornecer pelo menos 4 mA de energia. Isso torna possível o projeto de sensores de dois fios. Em aplicações industriais, o ponto de medição geralmente está no local, e os dispositivos de exibição ou equipamentos de controle geralmente estão na sala de controle ou no painel de controle. A distância entre os dois pode variar de dezenas a centenas de metros. Considerando uma distância de cem metros, economizar dois fios significa uma redução de custos de quase cem dólares! Portanto, o sistema de dois fios na aplicação de sensores deve ser considerado. Três. O conversor V/I do sistema de dois fios é um circuito que controla a corrente de saída a partir de um sinal de tensão. A diferença entre o conversor V/I do sistema de dois fios e o circuito de conversão V/I geral é que, no sistema de dois fios, a tensão não controla diretamente a corrente de saída, mas sim a corrente elétrica do próprio circuito. Ao mesmo tempo, o circuito também extrai a tensão do laço de corrente e estabiliza a tensão de alimentação para o circuito de modulação e os sensores.

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