4-20 mA Estándar
4-20mA tiene un «cero vivo» inherente. Unidades de ingeniería cero son 4.0 mA, no 0.0 mA. 0,0 mA indica un circuito abierto, un fallo o un modo de fallo, como cables cortados o un transmisor muerto. 0.0 mA no es una lectura válida de unidades de ingeniería cero y una llamada de alerta de que hay algo seriamente mal en el bucle. (el nivel de corriente eléctrica por debajo de aproximadamente 3,6 mA es absolutamente necesario porque se utiliza para accionar la electrónica de los dispositivos alimentados por bucle).
Cualquier circuito eléctrico necesita dos conductores. En la forma de «dos cables, alimentados por bucle» de 4-20 mA, un transmisor de campo obtiene su potencia a través de los mismos dos cables que la señal, sin un tercer o cuarto cable para la alimentación. Esta es una ventaja importante cuando se trata de un gran número de instrumentos de campo o largos tramos de cables.
4-20 mA se puede diseñar para la aprobación intrínsecamente segura para su uso en áreas peligrosas, lo que permite solucionar problemas del circuito mientras está «activo» y alimentado.
4-20 mA puede transportar datos digitales HART ® superpuestos a su señal de CC primaria, sin sacrificar ninguna de las propiedades anteriores y sin interferir con entradas analógicas no habilitadas para HART.
El rango y desplazamiento de 4 a 20 (con cero en vivo al 20% del rango desde cero) tiene la misma relación de 1:5 que la señal de control neumático de 3-15 psi ampliamente utilizada.
Los valores ligeramente por encima y por debajo del valor nominal de 4-20 Ma se pueden usar y se utilizan para señalar una falla importante. (Véase el estándar NAMUR NE43.)
Una señal de corriente de 4-20 mA es menos susceptible a la captación de ruido que un circuito de voltaje, por lo que 4-20 mA está relativamente libre de interferencias y conversaciones cruzadas de otras señales.
4-20 mA tiene poca o ninguna pérdida de señal en su circuito; la regulación de corriente compensa resistencias menores en cajas de terminales, mientras que la caída de tensión a través de resistencias para señales de tensión crea un error.
4-20 mA funciona a distancias relativamente largas (> 1 km a 24 VCC nominales). Al aumentar el voltaje de la fuente de alimentación, la señal irá aún más lejos.
Los instrumentos comerciales de 4-20 Ma de dos hilos están aislados y flotan, por lo que los bucles de tierra y sus errores y fallas asociados son relativamente raros.
4-20 mA es generalmente tolerante a la longitud y el tipo de cable de cobre.
La respuesta de 4 – 20mA es adecuada para la gran mayoría de las necesidades de detección de procesos.
El estándar original publicado para 4-20 mA, ISA SP50, se publicó en 1966, hace casi 50 años, generando una aceptación generalizada y creando una base instalada de millones de puntos.
A los electricistas les resulta fácil cablear y solucionar problemas de 4 a 20 mA. Sus principios de funcionamiento son la electrónica de CC de fácil comprensión.
Cuando se usa con una fuente de alimentación de bucle nominal de 24 V CC, nadie que toque los terminales de cable se sorprende o incluso siente un hormigueo.
Se puede usar un multímetro digital barato de0 10 para solucionar problemas de un circuito de bucle de 4-20 mA.
4-20 mA se puede medir fácilmente de múltiples maneras:
Con un miliámetro insertado en el circuito o a través de un diodo en el circuito
Con un voltímetro como caída de tensión a través de una resistencia de caída
Con una pinza amperimétrica Fluke 77x
4-20 mA ofrece una amplia variedad de valores de resistencia al convertir a una caída de tensión IR a través de la entrada del receptor. Se han utilizado muchos valores de resistencia, de 1 ohm a 500 ohmios (250 ohmios es el más común).
En resumen, 4 – 20mA es simple y resistente. Funciona bien.