
投入式液位變送器對電源電壓紋波敏感,紋波超標會導致輸出信號波動,需明確允許范圍并采取措施,具體如下:
電源紋波允許范圍與測量方法:
允許范圍:
兩線制變送器(4-20mA):電源電壓紋波峰峰值≤100mV(24V DC 電源),有效值≤30mV;
三線制變送器(24V DC/220V AC):24V DC 電源紋波峰峰值≤50mV,220V AC 電源紋波含量≤5%(有效值)。超出范圍會導致輸出信號波動(如 ±0.5mA),影響測量精度。
測量方法:
工具:使用示波器(帶寬≥100MHz,采樣率≥1GS/s)配合差分探頭(如泰克 P5205)。
步驟:將差分探頭并聯在變送器電源輸入端,設置示波器為 “AC 耦合" 模式,量程設為 50mV/div,時基設為 10μs/div,測量紋波峰峰值(從波形高點到低點的差值)和有效值(通過示波器 “測量" 功能讀取),記錄數據并與允許范圍對比。
紋波超標的影響與措施:
影響分析:
輸出波動:紋波,變送器內部放大電路受干擾,輸出信號隨紋波波動(如紋波 150mV 時,輸出波動 ±0.8mA,對應液位誤差 ±0.05m/10m 量程);
元件老化:長期高紋波(如 200mV)會加速電源模塊、電容等元件老化(如電解電容壽命從 5 年縮短至 2 年),增加設備故障概率。
措施:
硬件濾波:在變送器電源輸入端加裝 “多級濾波電路",采用電解電容(1000μF/25V)濾除低頻紋波,二級采用陶瓷電容(0.1μF)濾除高頻紋波,三級串聯共模電感(10mH)控制共模紋波,可將紋波從 200mV 降至 50mV 以下;
電源選型:選用低紋波開關電源(如明緯 LRS 系列,紋波峰峰值≤50mV),避免使用劣質線性電源(紋波常超 200mV);長距離供電時,在電源端加裝直流穩壓器(如 LM1117-24),穩定輸出電壓;
布線優化:電源線路與信號線路分開敷設(距離≥0.3m),避免平行敷設導致紋波耦合至信號線路;電源電纜選用屏蔽電纜,屏蔽層單端接地(接地電阻≤4Ω)。