Por que instrumentos e medidores costumam usar corrente de 4-20 mA para transmitir sinais?

Por que instrumentos e medidores preferem transmitir sinais com corrente de 4-20mA? O sistema de sinal de 4-20mA é o padrão de sinal analógico para sistemas de controle de processos da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC). No Brasil, esse padrão internacional de sinal foi adotado para instrumentos elétricos do tipo DDZ-III. O sinal de transmissão do instrumento utiliza 4-20mA, e o sinal de contato utiliza 1-5V, ou seja, adota-se um sistema de transmissão de corrente e recepção de tensão. Por que instrumentos e medidores utilizam corrente de 4-20mA para transmitir sinais? No setor industrial, o uso de um amplificador de instrumentação para condicionamento e transmissão de sinais a longo prazo pode causar os seguintes problemas: 1. Como o sinal transmitido é um sinal de tensão, ele sofrerá interferências durante a transmissão; 2. A resistência distribuída na linha de transmissão gerará uma diferença de potencial; 3. A alimentação do amplificador de instrumentação em campo também representa um desafio. Para solucionar os problemas acima e evitar a influência de ruídos relacionados, utilizamos uma corrente de 4-20mA para transmitir o sinal, pois essa corrente não é sensível a interferências. O circuito de corrente de 4-20mA utiliza 4mA para representar o sinal zero e 20mA para representar a amplitude máxima do sinal, enquanto os sinais abaixo de 4mA e acima de 20mA são utilizados para diversos alarmes de falha. Por que a corrente máxima do sinal é de 20mA? A corrente máxima do sinal de 20mA baseia-se principalmente em considerações de segurança, praticidade, consumo de energia e custo. Uma faísca causada por uma tensão de 30V e uma corrente de 30mA pode inflamar o limite inferior médio de um gás perigoso. Por questões de segurança, e considerando outras configurações tradicionais, muitos instrumentos são configurados para alimentação de 24V, com corrente limitada a menos de 30mA. Para garantir uma margem de segurança, o limite superior do sinal é limitado a 20mA. Qual a razão para escolher 4mA como ponto de partida do sinal? Selecionando um sistema de 2 fios para o sensor Pode reduzir a complexidade da fiação. O sistema de dois fios não só precisa transmitir o sinal, como também alimentar o sensor, e uma certa quantidade de energia ainda é necessária quando o valor do sinal é zero. Sob a condição de alimentação de 24 V, a energia fornecida por uma corrente de 4 mA é o limite inferior de energia que a maioria dos fabricantes de instrumentos aceitava quando o padrão foi formulado. Ao mesmo tempo, o ponto zero elétrico do instrumento é de 4 mA, o que não coincide com o ponto zero mecânico. Esse "ponto zero ativo" é benéfico para identificar falhas como quedas de energia e fios rompidos, razão pela qual o padrão de 4-20 mA foi estabelecido.

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