El bucle de corriente de 4–20 mA es un método de transmisión de señales analógicas comúnmente utilizado en la automatización industrial. Este artículo explica el significado básico del bucle de corriente de 4–20 mA, cómo se convierte la corriente en voltaje y cómo seleccionar una resistencia de muestreo adecuada.
El bucle de corriente de 4–20 mA es un método de transmisión de señales analógicas comúnmente utilizado en la automatización industrial. YHDC produce varios transmisores de corriente y transmisores de voltaje con diferentes formas y parámetros.
En esta señal, 4 mA representa el rango mínimo, que es el 0 %, y 20 mA representa el rango máximo, que es el 100 %.
Como la señal comienza en 4 mA en lugar de 0 mA, el sistema aún puede determinar si hay una rotura de cable o una falla cuando la corriente es inferior a 4 mA.
La forma más sencilla de convertir una señal de corriente de 4–20 mA en una señal de voltaje es conectar una resistencia precisa en serie en el circuito. Esta resistencia suele llamarse resistencia de muestreo o resistencia de carga.
Según la ley de Ohm:
Donde:
Cuando la corriente fluye a través de la resistencia de muestreo, se genera un voltaje correspondiente en los extremos de la resistencia. Cuanto mayor sea la corriente, mayor será el voltaje.
La precisión de la resistencia de muestreo afecta directamente la precisión de la medición. Se recomienda usar una resistencia precisa con 0,1 % de precisión.
En aplicaciones prácticas, se utiliza comúnmente una resistencia de precisión de 250 Ω para convertir una señal de corriente de 4–20 mA en una señal de voltaje de 1–5 V.
| Corriente | Fórmula | Voltaje de salida |
|---|---|---|
| 4 mA | V = 0,004 A × 250 Ω | 1 V |
| 20 mA | V = 0,02 A × 250 Ω | 5 V |
Por lo tanto, después de que la señal de corriente de 4–20 mA pasa a través de una resistencia de 250 Ω, se puede obtener una señal de voltaje de 1–5 V.
La potencia nominal de la resistencia también es muy importante. Para evitar que el aumento de temperatura dentro de la resistencia provoque cambios en el valor de resistencia, se recomienda que la potencia de la resistencia sea al menos 10 veces la potencia nominal.
La fórmula de cálculo de potencia es:
Tomemos como ejemplo una resistencia de 250 Ω. A 20 mA:
P = 0,02² × 250 × 10 = 1 W
| Resistencia de muestreo | Rango de voltaje de salida | Potencia recomendada de la resistencia |
|---|---|---|
| 100 Ω | 0,4–2 V | 0,4 W |
| 250 Ω | 1–5 V | 1 W |
| 500 Ω | 2–10 V | 2 W |
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