变送器(transmitter)将传感器输出信号转变为可被控制器识别的信号,即把非电量转换为电信号并放大,供远方测量与控制使用。传感器与变送器共同构成自动控制的监测信号源,不同物理量需要不同的传感器与相应变送器。工控仪表常用的变送器主要有温度、压力、流量、电流、电压等类型。
4~20 mA信号的传输并非受长度本身的限制,而是取决于负载电阻与供电电压。例如:某仪表工作电压24 V、负载能力750 Ω,则其允许回路最小工作电压为24-0.02×750=9 V,即保证二次仪表上的电压不小于9 V。若实际二次仪表负载为250 Ω,则允许电缆的最大电阻为750-250=500 Ω,只要电缆电阻不超过500 Ω,电缆长度即可相应确定。
同时须考虑工作电压,电压越低允许的负载电阻越小。计算允许的最大负载电阻公式为:RLmax=(Vs-Vmin)/0.02,单位Ω。其中Vs为电源电压,Vmin为保证二次仪表正常工作的最小电压,0.02为20 mA(0.02 A)。
实际工程可从以下几方面分析:
1. 电缆阻抗。变送器的带负载能力有一定范围:对二线制变送器,可由供电电压算出其实际最大负载;四线制变送器负载能力在手册中明确规定。其中DCS卡件的取样电阻一般为250 Ω,该阻值不能忽略。按上述方法可算出电缆最大长度,900 m距离在实际应用中通常已绰绰有余。
2. 电缆绝缘性能。若电缆绝缘不良,电流会漏失,导致变送器输出与DCS显示不一致,该问题虽不常见,但应加以注意。
3. 远程站的必要性。当测点较多时电缆费用可观,是否设置远程站需在经济上进一步核算。