Курс 11 • Урок 1 из 9 • 2 академических часа

Токовая петля 4-20 mA: закон Ома и voltage budget

Цель: Изучить тему «Токовая петля 4-20 mA: закон Ома и voltage budget» и закрепить её практическими заданиями и самопроверкой.

2 акад. часа чтение и разбор теории, решение задач, работа со схемой или виртуальным стендом и проверка понимания.

Основной материал

Принцип токовой петли 4-20 mA

Ток в loop задается transmitter, но для поддержания 20 mA ему нужно достаточное напряжение питания. Суммарное сопротивление включает AI resistor, cable, barriers, isolators и другие элементы. По закону Ома падение V = I*R.

Compliance voltage

Если transmitter требует минимум 12 V на своих клеммах, а supply 24 V, на всех остальных элементах остается до 12 V при worst-case current. При 20 mA это эквивалентно 600 ohm. Если resistance больше, transmitter не сможет достичь 20 mA - output saturates.

HART load

Для HART communication также требуется определенный диапазон loop resistance. Поэтому voltage budget рассчитывают с учетом communication requirements.

Практическая работа

Supply 24 V, transmitter minimum 12 V, cable 100 ohm, AI resistor 250 ohm. Рассчитайте падение на cable+AI при 20 mA и запас напряжения на transmitter. Определите, можно ли добавить еще 200 ohm barrier без проверки.

Самопроверка

• Что такое loop resistance?

• Зачем transmitter compliance voltage?

• Как рассчитать voltage drop?

• Что произойдет при недостатке supply voltage?

• Почему HART влияет на loop design?

Что нужно запомнить

  • Принцип токовой петли 4-20 mA Ток в loop задается transmitter, но для поддержания 20 mA ему нужно достаточное напряжение питания.
  • Суммарное сопротивление включает AI resistor, cable, barriers, isolators и другие элементы.
  • Если transmitter требует минимум 12 V на своих клеммах, а supply 24 V, на всех остальных элементах остается до 12 V при worst-case current.
  • Если resistance больше, transmitter не сможет достичь 20 mA - output saturates.
  • Для HART communication также требуется определенный диапазон loop resistance.
Проверка знаний

Вопросы по уроку

Нужно 75%
Загрузка вопросов…