Antes do uso do sinal padrão de 4-20 mA, os sinais padrões mais utilizados eram o de 3-15 psi e 10-50 mA. Todos esses sinais têm um “zero vivo” (3 psi, 10 mA e 4 mA) em vez de um “zero morto” (0 psi, 0 mA) que pode ser usado para detectar um tubo pneumático ou fio de sinal rompido. O zero vivo/ativo também pode ser usado para alimentar um dispositivo alimentado por loop de 2 fios. 3-15 psi, 10-50 mA e 4-20 mA etc.
Em todas os padrões utilizados apresentam uma proporção de 1: 5 entre os padrões conforme identificado na tabela abaixo:
Tabela de conversão
EX: URL/5 = LRL
Range 4-20 mA > 20 /5 = 4 mA;
Range 3 -15 PSI > 15/5 = 3 mA;
Range 10-50 mA > 50/10 = 5 mA;
URL= Valor superior do range
LRL = Valor inferior do range
O "zero vivo" em todos os valores padrões de instrumentação representa 20% do range:
Ex: cálculo de "zero vivo"!
20x(20/100) = 4 mA;
15 x(20/100) = 3 PSI;
50x(20/100) = 10mA.
Não se sabe a razão exata pela qual os intervalos de sinal de 3-15 psi, 10-50 mA e 4-20 mA foram selecionados ,não haver uma identifiquei uma fonte definitiva documentando essa decisão, como atas de reunião de um comitê de padrões.
Algumas pesquisas descobriram as seguintes razões técnicas pelas quais essas faixas de sinal foram escolhidas.
Sinal pneumático de 3-15 psi
Os instrumentos pneumáticos operam com o princípio de bico - palheta. a operação desse componente incorporado nos instrumentos pneumáticos apresentarão melhor performance na faixa de 3-15 psi com a mantendo a relação de proporção de 1:5, Entende-se que essa faixa era mais linear da curva para movimento da palheta (defletor)(componente regulador dos instrumentos pneumáticos) e a contrapressão resultante no bico.
Sinal eletrônico analógico de 10-50 mA
Os primeiros instrumentos eletrônicos analógicos usavam amplificadores magnéticos. O zero vivo de 10 mA foi escolhido, pois é o mais baixo no qual o instrumento baseado em amplificadores magnéticos poderia operar. Mantendo a proporção de 1: 5, o sinal foi escolhido 10-50 mA.
Sinal eletrônico analógico de 4-20 mA
Com a introdução do transistor, tornou-se possível fabricar dispositivos operando com menores consumo de energia tornando possível o uso de valor de zero vivo em 4 mA. Assim, o sinal foi escolhido 4-20 mA mantendo a proporção de 1:5. Com a introdução de microprocessadores em instrumentação e comunicação digital, o protocolo HART foi introduzido sobreposto ao sinal de 4-20 mA.
Os comandos HART suportados pelo dispositivo, como as informações do dispositivo são exibidas e os assistentes para facilitar tarefas como a calibração, etc. Também clique aqui para ler as vantagens do sinal 4-20mA.
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