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    可用于山猫直播遠傳的二線制4-20mA顯示模塊見方案對比

    發表時間:2018-12-10   點擊次數:752 技術支柱:1560-1403-222

    隨著液位計、料位計數字化、可視化技術的發展,無源二線制4-20mA顯示模塊已越來越多的配備于各種液位計、料位計,并廣泛應用于工業現場。山猫直播目前為常見的信號輸出方式就是采用了二線制4-20mA信號輸出,無源二線制4-20mA顯示模塊是指顯示模塊與外界僅有兩根導線連接至二線制的4-20mA電流信號中,這兩根導線既是顯示模塊信號采集的輸入,也是其供電電源的輸入。這種結構在磁翻析液位計安裝過程中因其布線簡單、極高的可靠性和性價比、無需考慮供電和隔離等優點而深受用戶的喜愛。

    山猫直播

    工業上普通利用的壓力傳感器輸出值是4-20mA的、這是常規的傳感器輸出數值、但為什么會是4-20mA而是别的的數值輸出。下面跟大家介紹一下其道理。
    选取電流信號的理由是不容易受干擾、而且電流源內阻無窮大,導線電阻串聯在回路中不影響精度,在普通雙絞線上可能傳輸數百米。上限取20mA是因為防爆的要求:20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限沒有取0mA的原因是為了能檢測斷線:工作時不會低于4mA,當傳輸線因故障斷路,環路電流降為0。常取2mA作為斷線報警值。電流型變送器物理量轉換成4~20mA電流輸出,肯定要有外電源為其供電。
    榜样的是變送器必要兩根電源線,加上兩根電流輸出線,總共要接四根線,稱之為四線制變送器。
    ,電流輸出不妨與電源公用一根線公用VCC或者GND,可節省一根線,稱之為三線制變送器。
    其實大家可以注意到,4-20mA電流自身就不妨為變送器供電。變送器在電路中于一個特别的負載,非常之處在于變送器的耗電電流在4~20mA之間根據傳感器輸出而變化。顯示儀表必要串在電路中。這種變送器需外接二根線,因而被稱為兩線制變送器。工業電流環標準下限為4mA,因此只要在量程范圍內,變送器至少有4mA供電。 是以、4-20mA的信號輸出一般不方便受干擾而且安全可靠、因此工業上普遍使用的是二線制4-20mA的電源輸出信號。

    目前無源二線制4-20mA顯示模塊通過磁翻析液位計信號輸出見方案有兩種,對比說明如下:

    方案一:
    通過運算放大器電流信號轉換成電壓信號,然后运用單片機的A/D單元或者專用A/D轉換IC電壓信號轉換為數字信號,后單片機讀取A/D中的數字信號并其顯示在LCD上。
    此方案在信號轉換環節采取運算放大器及大批外圍阻容器件,影響整機的可靠性,而且受器件內部溫漂、零點漂移的影響易形成示值誤差。在A/D轉換環節,普通單片機和普通A/D轉換IC均存在位數低轉換精度較差的缺點,影響測量的精度。

    方案二:
    磁翻析液位計測量信號經4-20mA輸出之后,通過專用二線制4-20mA信號采集單片機對電流信號進行處理。電流信號通過信號采集I/O口外一精密電阻轉化為電壓信號,然后進入具有10種放大倍率選擇的PGA單元進行放大,后進入18位全差動輸入ΣΔADC類型模數轉換單元將電壓信號轉換為數字信號并顯示在LCD上。
    此方案在信號轉換環節無外圍運算放大模擬電路,是以可靠性高,不受溫漂、零點漂移的影響。在A/D轉換環節一十八位全差動輸入ΣΔADC類型模數轉換單元能保證數據轉換的精確性。同時此專用單片機的通用I/O口兼具普通單片機的I/O功能,較易實現通訊、顯示、控制等功能。

    從上述兩個方案的對比可能看出,山猫直播信號輸出能够通過專用二線制4-20mA信號搜集單片機對電流信號進行處理具有可靠性高、精度高、信號不受器件溫漂、零點漂移的影響等優點。此方案被多的應用于RZ-UHZC山猫直播、RZ-UQZ浮球液位計等各種現場顯示測控儀表中。


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