Почему 4 мА, а не 0

Нижняя граница диапазона намеренно смещена от нуля. Ток 4 мА соответствует нижнему пределу измерения, а полное отсутствие тока означает уже не «нулевое значение», а обрыв линии или отказ. Это встроенная в сам сигнал диагностика: приёмник отличает исправный датчик, показывающий минимум, от оборванного кабеля. Кроме того, ток 4 мА обеспечивает питание электроники двухпроводного датчика в любой точке диапазона.

Кто задаёт ток и кто даёт питание

В петле всегда есть три роли, и путаница между ними — источник большинства ошибок монтажа:

• Источник питания — создаёт напряжение в контуре.
• Задатчик тока — датчик, который регулирует ток в соответствии с измеряемой величиной.
• Приёмник — прибор, который измеряет ток (обычно как падение напряжения на известном сопротивлении).

Пассивный выход датчика

Датчик не содержит собственного источника и работает как управляемое сопротивление. Питание в петлю должен подать кто-то другой — приёмный прибор или внешний блок питания. Такой датчик обычно двухпроводной: по той же паре идёт и питание, и сигнал.

Активный выход датчика

Датчик сам питает петлю и выдаёт ток. Приёмник в этом случае должен быть пассивным — просто измерять ток. Если подать питание с обеих сторон, источники окажутся включены навстречу друг другу.

Питание датчиков от вычислителя УВП-280

Здесь общие рассуждения заканчиваются и начинается конкретика прибора — её нужно брать из РЭ, а не по аналогии с другими приборами. Два факта, которые чаще всего требуются на практике (по FAQ СКБ):

• вычислитель может питать цепь пассивного выхода датчика расхода от встроенного источника +12 В;
• встроенный источник +24 В, 120 мА предназначен только для питания датчиков 4–20 мА, подключаемых к вычислителю, и не должен использоваться для питания датчика расхода (FAQ СКБ).

Схемы подключения и допустимые нагрузки приведены в разделе 2.2.3.3 РЭ УВП-280 и приложениях к нему.

Нагрузочное сопротивление и запас по напряжению

Приёмник измеряет ток на сопротивлении, и это сопротивление отнимает часть напряжения контура. Для работоспособности петли должно выполняться простое условие:

U источника ≥ U min датчика + I max × (R приёмника + R линии)

При 20 мА и длинной линии падение на проводах перестаёт быть пренебрежимым. Если контур «не дотягивает», датчик уходит в насыщение и показания упираются в потолок при росте измеряемой величины. Для передачи HART по этой же петле нагрузочное сопротивление к тому же не должно быть слишком малым — иначе переменная составляющая не выделяется.

Типичные ошибки

• Два активных устройства в одной петле.
• Пассивный датчик без источника питания — тока нет вовсе, читается как обрыв.
• Питание датчика расхода от источника, предназначенного для датчиков 4–20 мА.
• Слишком длинная линия или слишком большое сопротивление приёмника — не хватает напряжения на верхнем краю диапазона.
• Перепутанная полярность: двухпроводной датчик просто не запустится.