Taikant elektrinių pavarų apsaugą nuo trukdžių, 4–20 mA analoginis signalas gerokai pranoksta 2–10 V analoginį signalą. Kodėl taip yra?

2–10 V signalo analizė

2–10 V signalo apsaugos nuo trukdžių schema („DCL Huayi Intelligent Control“)

Kaip parodyta aukščiau esančioje diagramoje:

Naudojant 2–10 V įtampą, dėl didesnės modulio įėjimo varžos (R = 34K), įėjimo signalo srovė yra labai maža (0,059 mA–0,29 mA). Dėl to signalo ir triukšmo santykis šiame kelyje yra labai mažas, o tai reiškia, kad laidumo ir spinduliavimo apsauga nuo trukdžių yra prasta. Kitaip tariant, elektronikos konstrukcijos požiūriu, tai yra labiausiai pažeidžiama dalis.

2–10 V signalo kelyje išvesties įrenginys gali užtikrinti tik valdiklio pusės išvesties įtampos (Vo) teisingumą (nes įtampos grįžtamojo ryšio taškas yra arti išvesties kaiščio). Kita vertus, negalima garantuoti, kad pavaros pusėje įvesties įtampa (Vi) bus teisinga, nes Vi = Vo + Vtriukšmas + Vžemės-skirtumas Vi = Vo + V_{triukšmas} + V_{žemės-skirtumas}, kur VtriukšmasV_{triukšmas} ir Vground-diffV_{ground-diff} yra labai jautrūs trukdžiams, sukeliantiems trumpalaikius pokyčius, kurių neįmanoma išvengti.

2–10 V signalo kabelio ilgis, jo vidinė varža ir ekranavimo priemonės daro didelę įtaką 2–10 V signalo trukdžių slopinimo savybėms. Kuo ilgesnis kabelis, tuo didesnė vidinė varža, o kuo prastesnis ekranavimas, tuo blogesnis 2–10 V signalo atsparumas trukdžiams. Todėl 2–10 V dažniausiai naudojamas labai trumpų atstumų ryšiui.

4–20 mA signalo analizė

4–20 mA signalo apsaugos nuo trukdžių schema („DCL Huayi Intelligent Control“)

Lyginant su 2–10 V, 4–20 mA įtampa pašalina du esminius 2–10 V signalo trūkumus. Kaip parodyta aukščiau esančioje diagramoje:

Naudojant 4–20 mA srovę, dėl mažesnės modulio įėjimo varžos (R = 120 omų), įėjimo signalo srovė yra santykinai didelė (4–20 mA). Dėl to šiame kelyje gaunamas didesnis signalo ir triukšmo santykis, o tai reiškia, kad laidumo ir spinduliavimo apsauga yra geresnė. Dėl to 4–20 mA signalą daug sunkiau trikdyti.

4–20 mA signalo kelyje išvesties įrenginys gali užtikrinti visos išvesties kilpos srovės teisingumą, įskaitant tiek srovę išėjimo pusėje, tiek srovę pavaros įėjime. Taip yra todėl, kad išvesties grandinės grįžtamojo ryšio mėginių ėmimo tikslas yra srovė 4–20 mA kilpos išėjimo gale, o srovė yra vienoda visoje signalo kilpoje. Todėl pavaros gale mėginio imama srovė turi būti tokia pati kaip valdiklio išėjimo srovė. Net ir esant trukdžiams bei įžeminimo potencialo neatitikimams, 4–20 mA išvesties grandinė gali užtikrinti signalo srovės teisingumą aktyviu neigiamo grįžtamojo ryšio reguliavimu.

4–20 mA signalo kabelio ilgis ir jo vidinė varža mažai veikia 4–20 mA signalo atsparumą trukdžiams. Todėl 4–20 mA kabelis dažniausiai naudojamas dideliems atstumams perduoti.

Išvada

Apibendrinant galima teigti, kad 4–20 mA signalas pramoninėje aplinkoje pasižymi žymiai geresnėmis apsaugos nuo trukdžių savybėmis nei 2–10 V signalas. Tai taip pat pasakytina apie taikymus, kuriuose naudojamos elektrinės pavaros.