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利用变送器的测试毗连来丈量电流和毛病操纵

背景: 小编: 发出准确时间:2019-05-29 13:53:08

利用变送器的测试毗连来丈量电流

若是我不得不将这篇文章的内容总结为一句话,那便是:

利用内阻太高而没法丈量变送器测试毗连上的电流的毫安表会致使毛病的丈量成果!

 

很是近,我看到几小我犯了这个毛病,以是我决议鄙人面写一篇冗长的博客文章。但愿它将使您免于犯一样的毛病。

要点是,在经由进程测试毗连丈量变送器电流时,很轻易取得毛病的mA丈量成果。危险的局部是您乃至不必然会认识到这一点。

让人们看一些缺陷是什吗和若何以避免它。

我也但愿您领会该体系的任务道理,是以已有了一些背景信息和教导现实。

筹办?咱们走吧…。

 

变送器的测试毗连

很多进程变送器,出格是压力变送器,在毗连面板中都有一个“ 测试毗连 ”。它凡是标有“ TEST ”(测试)文本,并且位于惯例mA回路毗连中间。

我信赖你已看过了;在一个发射机中,它看起来像如许:
 

利用变送器的测试毗连丈量电流-Beamex博客

 

测试毗连的目标

测试毗连的目标是能够或许  轻松丈量流经变送器的环路电流,而无需断开电线或断开电流环路。 您只需将mA电表毗连到TEST接口,便能够看到流经变送器的电流,由于一切电流此刻都流经您的电表。 

当您断开电流表的毗连时,一切电流起头再次流过测试毗连中的内部二极管(我将在稍后申明二极管)。在任甚么时辰候,电流环路都不会间断。

 

道理图

作为工程师,咱们只是喜好道理图,以是我也须要在这里增添一些。

在发射器中,发射器内部的一个  二极管 毗连在测试毗连之间。二极管的一端毗连到“环路”毗连之一,二极管的另外一端毗连到测试毗连。浏览时听起来很庞杂,但这很简略。我信赖图片会赞助您懂得这一点……

利用道理图,凡是看起来像如许:

利用变送器的测试毗连丈量电流-Beamex博客

 

甚么是二极管,它能任务吗?

为了更好地懂得这类景象,咱们须要查抄甚么是二极管及其任务道理。

二极管是由P和N资料制成的小型电子半导体组件。大大都电子装备内部都有很多二极管,乃至另有校准器……;-)

抱负的二极管只能在一个方向上传导直流电流。当二极管上的电压切确变更时,抱负的二极管将一向导通电流。现实上,这有点庞杂,二极管也不抱负。

这是抱负二极管(左)和现实二极管(右)的特征:

 利用变送器的测试毗连丈量电流-Beamex博客

 

正如咱们从二极管的特征中看到的那样(现实的不是抱负的),当二极管上的电压充足大并跨越阈值电压时,正向电流起头活动。凡是,对硅二极管,阈值电压约为0.6V。当电压大于此阈值时,二极管“断开”,电流流过该二极管。当电压小于阈值时,二极管“闭合”,并且不电流经由进程。

 

经由进程变送器的电流

在变送器的普通利用中,环路电源会影响二极管,是以二极管完整断开,一切环路电流都流过二极管。是以,现实上,二极管现实上并不做任何任务,在普通操纵中乃至不须要它,能够用短路取代。

可是,当您在二极管上毗连毫安表时,一切电流都起头流经毫安表,并且不再有任何电流经由进程二极管。邪术!?好吧,不把戏,只需电子产物。

下图显现了电流若何流过测试二极管(上方)或电流表(下方):

 

利用变送器的测试毗连丈量电流-Beamex博客

嗯,这便是它应当若何任务的体例,但现实上并非老是如斯。持续浏览...

 

毫安表若何任务?

为甚么要议论   毫安表的阻抗那是甚么阻抗?

毫安表的普通制作体例是有一个切确的分流电阻(几欧姆),电流经由进程(下图中的R)。该电流在分流电阻上引发压降,经由进程利用A / D转换器丈量该电压(图中的V),咱们能够计较出电流。

其余的是按照欧姆定律的简略数学:I = U / R(电流=电压/电阻)。

利用变送器的测试毗连丈量电流-Beamex博客

 

可怜的是,某些毫安表/校准器的阻抗太高,这会致使 电阻上的  电压降更大。在大大都利用中,更大的阻抗并不主要,可是经由进程变送器的测试毗连便能够了。当电压降变大时,它会致使测试二极管起头翻开,或稍微引发小泄露电流,或一向翻开。

为甚么要在mA表中设置更高的阻抗?利用更高的阻抗设想电流表能够会更轻易,由于电压降会变得更高,并且由于电压旌旗灯号会更高,是以在内部利用A / D转换器停止丈量也变得加倍轻易。

比方,若是毫安表的内部阻抗高达50欧姆,那末在20 mA电流的环境下,这象征着毫安表(和测试毗连的二极管)上的电压降为1 V,致使测试二极管完整翻开(阈值0.6 V)。这象征着您的毫安表几近不会显现任何电流,固然有20mA的电流流经变送器,由于一切电流都流经测试毗连。

下面的示例在理论中很轻易注重到庞大的毛病。可是,也有一些mA表的内部阻抗约为30 ohm。这象征着在电流较小的环境下,丈量能够普通停止,可是当电流靠近20 mA时,电压降靠近0.6 V,测试二极管起头泄露,局部电流流过二极管。这能够很难完成,从而致使您信赖mA计的毛病丈量成果。

下图显现了若是电流表的阻抗太高,则电流若何局部流过电流表,局部流过测试二极管:

 

利用变送器的测试毗连丈量电流-Beamex博客

 

由于电流在mA表和二极管之间分派,是以mA表仅显现局部电流,是以显现毛病的成果。

 

压力变送器的现实测试

我用一种风行的压力变送器品牌测试了测试毗连/二极管的特征。

测试的目标是察看电压变更时测试二极管的电流若何变更。

您能够鄙人面的图形中和尔后的文本和表格中查抄该测试的成果。

利用变送器的测试毗连丈量电流-Beamex博客

 

数据表:

利用变送器的测试毗连丈量电流-Beamex博客

 

比方,咱们能够在成果中看到:

  • 若是要使偏差小于0.01%,则很是好坚持在275 mV以下-或使阻抗小于13.75欧姆。
  • 若是要使偏差小于0.05%,则须要坚持在375 mV(或18.75欧姆)以下。
  • 泄露为400 mV时,电流起头疾速增添(即是20 ohm mA表的阻抗)。
  • 泄露为500 mV时,电流为0.2 mA,在丈量20 mA电流(即是25 ohm mA仪表阻抗)时,偏差跨越1%。

作为该测试的成果/择要,我能够说:

  • 只需您的毫安表的阻抗小于15欧姆,便能够利用。
  • 若是阻抗为25欧姆,则会在丈量中引入跨越1%的偏差。

该测试在室温下停止。在更高的温度下,二极管的泄露电流凡是会更高,可是我在这里不对其停止测试。

 

利用TEST毗连的切确性成果

能够说,只需您的毫安表的阻抗充足小,利用测试毗连的精度就充足好。若是您不晓得电表的阻抗,则利用测试毗连能够会有危险。

差别的变送器型号能够具备与我测试的型号差别的特征。

 

若何查抄毫安表的阻抗?

若何查抄正在利用的mA表或校准器的阻抗?测验考试先查抄规格数据表,由于那边常常提到它。若是未指定阻抗,则偶然会将电压降(或“负载电压”)指定为在特定电流下的特定电压。如许,您能够计较阻抗(U / I)。比方,一种装备在20 mA时的规格为400mV,是以您晓得阻抗为20欧姆。这象征着它将在20 mA中增添跨越0.1%的偏差。

偶然,不管若何都不划定阻抗。

若是规格中未说起,则能够经由进程差别体例找到它:

  • 起首,只需利用电阻计并丈量mA计的阻抗。
  • 其次,您能够设置一个已知的电流经由进程毫安表,而后丈量其上的电压降并计较阻抗/电阻(R = U / I)。比方,若是20mA经由进程电表且压降为0.2 V,则阻抗为10欧姆(0.2 V / 20 mA = 10欧姆)。
 

变送器手册

经由进程疾速搜刮压力变送器的用户手册,我仅发明一本风行的压力变送器的手册,并指出在测试毗连中利用的毫安表的阻抗应小于或即是10欧姆。

是的,偶然我确切会浏览手册……若是我真的须要……;-)

可是出于某种缘由,我感觉普通而言,变送器制作商都不提到充足多的信息,或我只是错过了该信息(这不会是我很是好次错过任何信息……)。

 

其余丈量mA的体例

固然,除利用测试毗连以外,另有其余体例能够丈量变送器电流。

比方:

  • 断开电流回路,并与变送器串连增添一个毫安表。这是很是切确的体例,任何测试二极管泄露都不会产生任何影响。
  • 我见过人们在变送器上装配一个紧密电阻,而后丈量电阻上的压降。而后,您能够计较电流而无需间断回路。固然,电阻器的精度会影响成果。
  • 您也能够利用钳形表来丈量环路中的电流。固然大大都环境下钳型表不是很切确。
  • 您也能够将内部二极管与变送器串连毗连,并利用与测试毗连不异的体例。若是须要与更高阻抗的mA表一路利用,能够串连增添几个二极管。
 

那末Beamex校准器又若何呢?

在Beamex校准器中,mA丈量的阻抗一向小于10欧姆,凡是约为7.5欧姆,是以您能够在变送器的测试毗连中宁静地利用它们。

可是,请注重,由于市场上另有一些着名品牌的校准器的mA阻抗太大,对该利用而言太高了,会引发这些题目。


论断

我写这篇文章是由于我已与人们屡次碰着这个题目。我以为另有更多的处所能够赏识这些信息。

好吧,最少当我下次问这个题目时,此刻对我来讲更轻易回覆。我只需求他们在博客中浏览谜底……;-)

若是您发明此信息有效,请经由进程批评让我晓得。

问询电話 0517-86998326
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