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液位开关二线制输出方式的传输距离有多远？
2017-01-05
工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如物位、温度、压力、速度、角度等。测量这些参数的液位计、温度计、压力计等都需要将具体量值转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上，而工业上最广泛采用的是用4～20mA电流来传输模拟量。各种物位控制开关，比如液位开关也普遍采用二线制4～20mA输出方式传送开关信号，只是此时往往把电流控制在略小于4mA和略大于20mA这两个电流值分别作为“闭”或“合”两种开关信号。那么二线制4～20mA输出方式的传输距离到底有多远呢？
当仪表供电电源低至一定程度或导线电阻大到一定程度时，二线制4～20mA电流传送信号将产生误差。因此，二线制4～20mA输出方式的传输距离决定于以下参数：
1．负载电阻RL
2．连接导线的电阻r
3．供电电压VO及其波动范围△V
假设仪表的最大输出电流为Imax，仪表能维持最大工作电流时的最低供电电压为Vmin，RL=250Ω，
VO=24V，电源允许波动△V=24×5%=1.2V，Imax=20mA=0.02A，最低供电电压Vmin由于各种型号仪表不同，在此，取16.28V（大多数仪表的平均值）。
即Vmin=16.28≤24-1.2-0.02(250+r)，则连接导线的电阻r=24-1.2-16.28/0.02-250=76Ω。
仪表连接电线用的是铜线，其截面大多选择S=1.5 mm2和S=0.8 mm2的居多，根据《电工手册》中的数据，铜线在75℃的电阻系数为ρ=0.0217Ω.mm2/m。
根据L=S×r/ρ,就可以计算出铜导线的最大长度，也即传输的最远距离：
A．S=1.5mm2的导线，L=1.5×76/0.0217=5253米。
B．S=0.8mm2的导线，L=0.8×76/0.0217=2801米。
由于往返是两根线，故上述结果应除以2，即：
A．S=1.5mm2的导线，L=5253.5/2=2626米。
B．S=0.8mm2的导线，L=2801.8/2=1400米。
在实际应用中决定导线的真实长度要比计算值略低，当然如果需要提高传输距离，可以增大电线的线径或者减少电线电阻。
当仪表供电电源低至一定程度或导线电阻大到一定程度时，二线制4～20mA电流传送信号将产生误差。因此，二线制4～20mA输出方式的传输距离决定于以下参数：
1．负载电阻RL
2．连接导线的电阻r
3．供电电压VO及其波动范围△V
假设仪表的最大输出电流为Imax，仪表能维持最大工作电流时的最低供电电压为Vmin，RL=250Ω，
VO=24V，电源允许波动△V=24×5%=1.2V，Imax=20mA=0.02A，最低供电电压Vmin由于各种型号仪表不同，在此，取16.28V（大多数仪表的平均值）。
即Vmin=16.28≤24-1.2-0.02(250+r)，则连接导线的电阻r=24-1.2-16.28/0.02-250=76Ω。
仪表连接电线用的是铜线，其截面大多选择S=1.5 mm2和S=0.8 mm2的居多，根据《电工手册》中的数据，铜线在75℃的电阻系数为ρ=0.0217Ω.mm2/m。
根据L=S×r/ρ,就可以计算出铜导线的最大长度，也即传输的最远距离：
A．S=1.5mm2的导线，L=1.5×76/0.0217=5253米。
B．S=0.8mm2的导线，L=0.8×76/0.0217=2801米。
由于往返是两根线，故上述结果应除以2，即：
A．S=1.5mm2的导线，L=5253.5/2=2626米。
B．S=0.8mm2的导线，L=2801.8/2=1400米。
在实际应用中决定导线的真实长度要比计算值略低，当然如果需要提高传输距离，可以增大电线的线径或者减少电线电阻。
深圳计为自动化技术有限公司生产的Fork-11音叉料位开关和Ring-11音叉液位开关等物位开关产品都提供多种输出信号，其中二线制输出方式在其实际广泛应用中，完全能达到上述理论的传输距离。
以上就是有关液位开关二线制输出方式的传输距离有多远的相关介绍，如欲了解更多物位开关方面的知识，欢迎关注微信公众号：Jiweimeter。
（深圳计为自动化技术有限公司研发中心2017年1月5日发布）
TAGS : 液位开关
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