Калькулятор 4-20 мА

Токовая петля 4-20 мА - стандартный аналоговый сигнал датчиков давления, температуры, уровня и расхода. Калькулятор нужен, когда при наладке или поиске неисправности надо понять, какое значение соответствует измеренному току, какой ток должен выдавать датчик при заданном значении (например, для уставки или проверки ПЛК) и не вышел ли сигнал за уровни неисправности.

Подготовьте диапазон шкалы датчика или преобразователя: нижний и верхний пределы берут из паспорта, с шильдика прибора или из настроек преобразователя и карты входов ПЛК. Введите их в поля "Нижний предел шкалы" и "Верхний предел шкалы" в тех единицах, в которых хотите получить результат (бар, градусов Цельсия, м, % и т.п.) - "Значение величины" будет в тех же единицах. Шкала может начинаться с отрицательного числа, например -50...+150 градусов Цельсия.

В поле "Ток" вводится измеренный ток в миллиамперах. Типичная ошибка - ввести ток в амперах (0,012 вместо 12): калькулятор примет это как ток ниже 3,8 мА и покажет неисправность. Для обратного пересчёта заполните поле "Обратный пересчёт: значение величины" - результат "Ток для этого значения" покажет, какой ток соответствует этой точке шкалы.

Смотрите на "Состояние сигнала": ток ниже 3,8 мА или выше 20,5 мА калькулятор помечает как неисправность по рекомендации НАМУР NE43 - это повод проверить линию, питание и сам датчик, а не пересчитывать значение. Ток от 3,8 до 4 мА или от 20 до 20,5 мА - не неисправность, а выход величины за предел шкалы: датчик измеряет, но значение меньше нижнего или больше верхнего предела, и процент шкалы получается меньше 0 или больше 100.

Работы в цепях под напряжением, включая измерение тока в петле, выполняет только специалист с допуском; расчёт предназначен для подбора и проверки и не заменяет проект.

Шкала токовой петли линейная: 4 мА соответствуют нижнему пределу шкалы, 20 мА - верхнему, диапазон тока 16 мА. Калькулятор использует формулы:

Процент шкалы = (Ток - 4) / 16 * 100
Значение величины = Нижний предел + (Ток - 4) / 16 * (Верхний предел - Нижний предел)
Ток для значения = 4 + (Значение - Нижний предел) / (Верхний предел - Нижний предел) * 16

Здесь Ток - поле "Ток", мА; Нижний и Верхний предел - пределы шкалы; Значение - поле "Обратный пересчёт: значение величины". Единицы пределов и значения одинаковые и задаются вами, "Значение величины" получается в них же. Процент шкалы округляется до 2 знаков после запятой, значение величины и ток - до 3 знаков.

Состояние сигнала определяется по току:

• меньше 3,8 мА - "ниже 3,8 мА - обрыв или неисправность (НАМУР NE43)";
• от 3,8 до 4 мА - "3,8-4 мА - ниже начала шкалы: величина меньше нижнего предела";
• от 4 до 20 мА включительно - "в рабочем диапазоне";
• больше 20 и до 20,5 мА включительно - "20-20,5 мА - выше конца шкалы: величина больше верхнего предела";
• больше 20,5 мА - "выше 20,5 мА - неисправность (НАМУР NE43)".

Источники: линейная шкала токовой петли; диапазон 4-20 мА - ГОСТ 26.011-80; зона измерения 3,8-20,5 мА и уровни неисправности за её пределами - рекомендация НАМУР NE43.

Ограничения: поддерживается только линейная шкала. Значение и процент за пределами 4-20 мА не обрезаются, а считаются продолжением шкалы: процент может быть меньше 0 или больше 100, значение - выйти за пределы шкалы. Поэтому в зонах 3,8-4 и 20-20,5 мА состояние сигнала прямо говорит, что величина вышла за предел шкалы. Ток не может быть отрицательным - такое значение поле не примет. Если нижний и верхний пределы равны, обратный пересчёт невозможен (деление на ноль).

Пример: шкала 0-10 бар, ток 12 мА, для обратного пересчёта - 2,5 бар.

Процент шкалы = (12 - 4) / 16 * 100 = 50 %
Значение = 0 + (12 - 4) / 16 * (10 - 0) = 5 бар
Ток = 4 + (2,5 - 0) / (10 - 0) * 16 = 8 мА

Состояние сигнала - "в рабочем диапазоне".