過程電流（4-20 mA）測量在DATAQ Instruments的客戶中很受歡迎，這通常會導致一些有趣的應用問題。其中一個更好的方法涉及一個電流環路可以連接多少個過程電流儀器。客戶知道必須有一個限制，但他們不確定如何量化它。本應用筆記將回答這個問題，以便您確切地知道您當前循環已經推進了多遠，以及在遇到麻煩之前可以走多遠。

首先，以下是確定過程電流環路負載所需的項目清單。每個指示的變量將用于后續方程，這些方程以數學方式將所有不同的元素聯系在一起。

傳感器順從電壓，（VT）。過程電流傳感器從電源吸取的電流與被測機械量成正比，通常在4-20 mA范圍內。例如，100 psi 過程電流傳感器在 0 psi 時從電源吸收 4 mA 電流，在 100 psi 時從電源吸收 20 mA 電流。當然，這是一個線性關系，因此在施加的壓力為50 psi時，傳感器理想地從電源吸收12 mA。傳感器的順從電壓是傳感器正常工作所需的電源最小電壓。您應該在傳感器的數據表中找到此值。如果沒有，并且我對省略此關鍵規范的次數感到驚訝，請致電制造商以獲取值。

環路電源電壓，（VL）。這是為過程電流傳感器供電的源電壓。

分流電阻值，（RSx）。沒有儀器直接測量電流。它們使用間接方法，使用與過程電流環路串聯的電阻器（分流電阻器），然后測量其兩端產生的壓降。分流電阻器有時內置于儀器中，有時由外部提供。如果您使用的是 DATAQ 儀器的 DI-8B32 或DI-8B42過程電流放大器，則內置分流電阻器，其值分別為 50 歐姆和 35 歐姆。確定連接到環路的所有其他儀器的分流電阻值。

現在，您已經具備了確定過程電流環路負載所需的一切。首先將所有分流電阻值相加，然后乘以最壞情況電流（20 mA）。這會產生所有串聯儀器的壓降（Vs）。以下是一般形式的等式，其中變量x是分流電阻器的數量：

（1）

接下來，將傳感器順從電壓 （V T） 和回路電源電壓 （VL） 的值組合起來，并進行比較，如下所示：

（2）

公式（2）定義了傳感器正常工作必須存在的條件。將儀器添加到過程電流環路時，每個儀器都會降低與其分流電阻器值成正比的電壓。這些壓降的總和將降低傳感器看到的電壓，并且有一個點，該電壓低于傳感器工作所需的最小值。讓我們看一個例子：

假設我們有三臺儀器連接到一個過程電流環路，分流電阻值分別為 35、50 和 250 歐姆。還假設最小傳感器順從電壓 （V T） 為 12 V，回路電源電壓 （V L） 為 20 V。

首先，我們將使用公式（1）確定分流器（VS）的總壓降：

接下來，我們將值代入公式（2），看看我們是否滿足其要求：

由于電源電壓與分流壓降之和之間的差異大于傳感器的最小順從電壓，因此此配置有效。如果沒有，則您有以下選擇：

卸下儀器（即分流電阻器），直到滿足條件。

降低分流電阻的值，直到滿足條件。

增加電源電壓，注意觀察傳感器的最大額定電壓。

審核編輯：郭婷