使用具有4-20mA输出的风速计和DI-2108-P数据记录仪测量风速

数据采集中最常见的测量之一是4-20mA模拟信号。0-20mA和4-20mA过程电流测量不仅在工业环境中极为常见，而且大量流量、压力和速率传感器还具有4-20mA输出。

为什么选择4-20mA输出？

在存在电机、螺线管、开关继电器等产生的背景电噪声的情况下，从具有电压输出的传感器/换能器获取数据通常是不切实际的。在长距离上尤其如此。解决方案是将传感器/换能器输出作为4-20mA电流信号传输。

基尔霍夫现行定律指出，所有流出的电流都必须流回去。因此，无论信号线的长度或背景噪声水平如何，4-20mA输出都将流过环路中的所有组件，并且不会像长距离电压信号那样降级。

无论背景噪声或导线长度如何，整个环路的电流都是相同的（I out = I in）

进行 4-20mA 测量

在本演示中，我们将使用具有4-20mA输出的现成风速计，DATAQ Instruments型号DI-2108-P和WinDaq数据采集软件来获取和记录风速数据。

由于模拟电压数据记录器不直接采集电流，我们将使用250欧姆分流电阻将4-20mA信号转换为1-5V。1-5伏信号将与风速成正比，其中1V = 0 m / s和5V = 30 m / s（67 mph）

我们之所以选择 DI-2108-P，是因为它具有可编程的 0-5V 单极性测量范围。单极性范围使测量分辨率最大化。具有双极性±5V测量范围的记录器（如DI-2008或DI-4108）也是合适的，尽管分辨率只有DI-2008的一半。

连接

我们将首先在通道 1（+ 到 -）上连接 250 欧姆分流电阻器。分流电阻器就位后，我们将风速计连接到 DI-2108-P。风速计有四个连接;正负输出，以及正负激励（电源）连接。我们将正输出线（黄色）连接到通道 1 的正极 （+） 端子，将负输出线（蓝色）连接到负极 （-） 端子。这使250 Ω分流电阻器处于4-20mA环路中，允许前面提到的1-5V压降。

我们将提供使用 12V 直流电源为风速计供电所需的 12 至 24V（第 #101086 部分）。正励磁线（棕色）将连接到电源的正极端子，负激励线（黑色）将连接到负极端子（如下图所示）。

设置和缩放

为了缩放 WinDaq 以以米/秒 （m/s） 为单位显示风速：

从“编辑”下拉菜单中选择“工程单位设置”。

输入 5 表示上层 》 伏特，输入30表示上层 》 EU 电压。

输入 1 表示较低液位》伏特，输入0表示较低液位 》 EU。

输入m/s作为欧盟标签。

通过 WinDaq 缩放以 m/s 为单位显示风速，将风速计放置在微风环境中会产生一条曲线，显示风速随时间的上升和下降，在我们的演示中达到峰值约为 20m/s。

虽然DI-2108-P具有 0-5V 单极性测量范围，最适合此应用，但具有双极性测量范围的类似产品，如 DI-2108、DI-4108、DI-4208 或DI-4718B（带DI-8B32-014-20mA 模块）也可以工作，尽管分辨率较低。

本应用笔记演示了使用DATAQ Instruments数据采集产品（如DI-2108-P）和随附的WinDaq数据采集软件可以轻松数字化、显示和记录风速等环境属性进行分析。

审核编辑：郭婷