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Pruebe un dispositivo, un protocolo o una conversión como 50 kW a amperios
Compruebe si un transmisor alimentado por un lazo de 4–20 mA conserva suficiente tensión a la corriente máxima tras las caídas en el receptor, el cable y las barreras.
Margen de tensión
7,83V
Compruebe los valores para ver un resultado.
Deje margen para la tolerancia de la alimentación y el envejecimiento.
Vrequired = Vtransmitter + I × Rtotal + Votherheadroom = Vsupply − Vrequired
A 21 mA el lazo necesita 16,17 V, por lo que una alimentación de 24 V deja 7,83 V de margen.
Consejo: Compruebe el lazo a la corriente más alta que deberá transportar: 20 mA, o 21 mA o más si el transmisor señaliza fallos mediante una corriente alta.
Un transmisor de 4–20 mA alimentado por el lazo obtiene de él la energía que necesita. Por tanto, la alimentación debe cubrir la tensión mínima exigida por el transmisor y las caídas de tensión de todos los demás elementos a la corriente máxima. Una alimentación de 24 V para un transmisor que requiere 10,5 V, con un receptor de 250 Ω y 20 Ω de cable, deja un margen de 8,1 V a 20 mA.
Vnecesaria = Vtransmisor + I × Rlazo + Vfija
Vtransmisor es la tensión mínima en bornes indicada en la ficha técnica del transmisor. Rlazo incluye todas las resistencias en serie: entrada del receptor, cable de ida y vuelta, barreras e indicadores. Vfija incluye elementos con caída fija, como diodos y algunos aisladores.
Margen = Valimentación − Vnecesaria
Un margen positivo indica que el transmisor aún recibe suficiente tensión a la corriente de diseño. Uno negativo indica que dejará de regular antes del fondo de escala y la lectura quedará limitada.
Rmáx = (Valimentación − Vtransmisor − Vfija) ÷ I
El mismo balance, despejado al revés, da la resistencia máxima que puede alimentar esta fuente. Las fichas técnicas suelen representarla mediante una recta de carga.
Compruebe el lazo a la corriente más alta que deba transportar, no a 12 mA. Según NAMUR NE 43, muchos transmisores señalizan un fallo elevando la corriente a 21 mA o más; el lazo también debe poder transportar esa señal para que no se pierda.
A 20 mA, los 270 Ω del receptor y el cable producen una caída de 5,4 V. Por tanto, el lazo necesita 10,5 + 5,4 = 15,9 V. La alimentación de 24 V deja un margen de 8,1 V y admite una resistencia total de hasta 675 Ω.
Margen de tensión 8,1 V Abrir en la calculadora
Con una alimentación de 12 V faltan 3,9 V: el lazo sigue necesitando 15,9 V. El transmisor dejará de regular bastante antes de 20 mA. Utilice una alimentación de 24 V o un receptor con menor resistencia de entrada.
Déficit de tensión 3,9 V Abrir en la calculadora
Una barrera y un indicador añaden 280 Ω al lazo. A 22 mA, corriente elegida para comprobar la señal de fallo, los 560 Ω producen una caída de 12,32 V. Si el transmisor exige al menos 12 V, el lazo necesita 24,32 V: faltan 0,32 V.
Déficit de tensión 0,32 V Abrir en la calculadora
Resistencia total en serie que puede alimentar cada fuente a 20 mA para tres tensiones mínimas del transmisor y sin caídas fijas.
| Alimentación (V) | Transmisor de 8 V (Ω) | Transmisor de 10,5 V (Ω) | Transmisor de 12 V (Ω) |
|---|---|---|---|
| 12 | 200 | 75 | 0 |
| 15 | 350 | 225 | 150 |
| 18 | 500 | 375 | 300 |
| 20 | 600 | 475 | 400 |
| 24 | 800 | 675 | 600 |
| 28 | 1000 | 875 | 800 |
| 30 | 1100 | 975 | 900 |
Porque 4–20 mA a través de 250 Ω producen 1–5 V, un rango que puede leer una entrada de tensión. A 20 mA, esa resistencia también consume 5 V del balance del lazo. Con una alimentación baja, una resistencia menor y un rango de entrada adecuado dejan más tensión para el transmisor.
Depende del modelo: suele estar aproximadamente entre 8 V y 12 V, y puede ser mayor en algunos equipos con HART o pantalla. Use el valor indicado en la ficha técnica del transmisor para la temperatura más desfavorable.
Solo por su resistencia. Un recorrido largo de cable fino añade decenas de ohmios entre ida y vuelta; la calculadora de resistencia de conductores permite calcularla a partir de la longitud y la sección.
El transmisor no puede alcanzar la corriente máxima: la señal deja de aumentar antes de 20 mA. Se pierden las lecturas de la parte alta del rango y cualquier señal de fallo por corriente alta.
ZIO lee señales de 4–20 mA y 0–10 V, de modo que su resistencia de entrada es una de las caídas que deben incluirse en este balance.
