자동화 시스템의 통합 아날로그 신호. 신호 및 표준 4.20mA 출력 신호 가져오기

전류루프(Current Loop)는 측정된 전류값을 이용하여 정보를 전송하는 방식이다. 일반적으로 전류 루프 시스템에는 센서(압력, 온도, 가스 등), 송신기, 수신기, 아날로그-디지털 변환기(ADC) 또는 마이크로 컨트롤러가 포함됩니다(그림 1).

쌀. 1.

측정된 매개변수에 비례하는 전압이 센서 출력에서 생성됩니다. 송신기(전압 제어 전류 증폭기)는 센서의 전압을 해당 전류 4~20mA로 변환합니다. 라인의 다른 쪽 끝에는 수신기(전류 제어 전압 증폭기)가 4~20mA 전류를 다시 전압으로 변환합니다. 아날로그-디지털 변환기는 프로세서 또는 마이크로컨트롤러의 후속 처리를 위해 수신기의 출력 전압을 디지털화합니다.

전류 루프 인터페이스가 있는 시스템에서는 신호 변조 전류를 사용하여 정보가 전송됩니다. 4~20mA 전류 루프에서 가장 작은 신호 값은 4mA의 전류에 해당하고 가장 큰 신호 값은 20mA에 해당합니다. 따라서 허용되는 값의 전체 범위는 16mA입니다. 루프 전류는 항상 4mA로 유지되므로 전류 레벨이 낮을수록 개방 라인을 감지하고 이러한 상황을 쉽게 진단할 수 있습니다.

일반적으로 산업 자동화 시스템에서 센서는 중앙 제어 장치에서 먼 거리에 위치하므로 전류 루프는 특히 전압 데이터 전송 방법과 비교할 때 가장 잡음에 강한 아날로그 인터페이스이기 때문에 여전히 관련성을 잃지 않았습니다. . 두 번째 전류 루프(예: 드라이브 제어)를 포함한 보다 완전한 시스템이 그림 2에 나와 있습니다.

쌀. 2.

이 계획을 기반으로 Maxim이 구현을 위해 제공하는 솔루션을 고려해 보겠습니다.

연산 증폭기
전압-전류 변환기로서

그림 3은 연산 증폭기(op-amp)를 사용한 전압-전류 변환기의 간단한 구현을 보여줍니다. MAX9943.이 연산 증폭기는 ±15V의 공급 전압으로 ±20mA 이상의 출력 전류를 제공하며 최대 1nF의 용량성 부하에서도 안정적이므로 긴 전송 라인에 사용하기에 매우 적합합니다. 0~20mA 출력 전류 범위에서 동작하려면 MAX9943이 전원 전압과 동일한 출력 전압 스윙을 제공하기 때문에 단일 전원 증폭기 전력이 가능하다. 레일 투 레일 출력).

쌀. 삼.

이 회로에서 입력 전압과 부하 전류 간의 관계는 다음 식으로 설명됩니다. V IN = (R2/R1) ґ R SENSE ґ I LOAD + V REF. 일반적인 부하 저항 값은 수 kΩ일 수 있습니다. 이 예에서는 R1 = 1 kΩ입니다. R2 = 10kΩ; R 감지 = 12.5Ω; R 부하 = 600옴.

±2.5V 입력 전압을 ±20mA 전류로 변환하려면 기준 전압 V REF를 0V로 설정해야 합니다. 0~2.5V 입력 전압에서 4~20mA 전류 출력을 얻으려면 오프셋 라인 전류 4mA에서 일정하게 유지되도록 설정해야 합니다. V REF = -0.25 V인 경우 입력 전압 0...2.5 V는 출력 전류 2...22 mA로 변환됩니다. 일반적으로 개발자는 나중에 소프트웨어 교정을 허용하기 위해 약간 더 넓은 동적 범위를 선택합니다. 입력 전압과 출력 전류의 의존성은 그림 4와 5에 나와 있습니다.

쌀. 4. ±20mA 출력에 대한 V IN에 대한 I LOAD의 의존성

쌀. 5. 4~20mA 출력의 경우 V IN에 대한 I LOAD의 의존성

MAX15500 및 MAX15501 - 전류 루프 조절기

연산 증폭기를 사용하는 그림 3의 회로는 간단한 전류 루프 구현이므로 실제 응용 분야에서는 교정이 어렵고 큰 신호 전송 오류가 발생합니다. 실제로 전압-전류 변환기를 구현하려면 기술 매개변수가 문서에 엄격하게 설명되어 있는 단일 칩 솔루션을 사용하는 것이 좋습니다.

쌀. 6.

그러한 솔루션의 예는 다음과 같습니다. MAX15500/15501, SPI 인터페이스를 통해 프로그래밍 가능한 아날로그 전류 출력 또는 전압 출력 생성기. 이러한 컨버터의 입력 전압은 일반적으로 외부 DAC의 출력에서 가져옵니다. MAX15500의 경우 입력 전압 범위는 0...4.096V이고 MAX15501의 경우 - 0...2.5V입니다. 소프트웨어에서 출력단의 6가지 작동 모드를 사용할 수 있습니다. ±10V; 0…5V; 0~10V; ±20mA; 0~20mA; 4…20mA. 마이크로회로는 단락 보호 기능을 제공합니다. 전송선의 단선 감지; 과열 방지 및 임계값 미만의 공급 전압 강하 감지.

MAX5661 - 전류 출력 DAC

전류 출력 변환기의 가장 통합된 버전은 다음과 같습니다. MAX5661.이는 프로세서의 디지털 신호를 프로그래밍 가능한 전류 출력(0~20mA 또는 4~20mA)으로 변환하기 위한 완벽한 솔루션을 제공하는 정밀 고전압 증폭기가 포함된 단일 채널 16비트 DAC입니다. 또는 산업 표준 전압 ±10V.

쌀. 7.

DAC에 대한 제어 및 데이터 전송은 4선 SPI 인터페이스를 통해 수행됩니다. 마이크로 회로에는 전류 루프의 개방 회로 또는 전압 출력의 단락을 진단하는 데 사용할 수 있는 #FAULT 출력이 있습니다. MAX5661에는 외부 4.096V 기준 전압을 사용해야 한다는 점에 유의해야 합니다. 문서에는 권장되는 초정밀 기준 전압 목록이 제공됩니다. MAX6341, MAX6133또는 MAX6033. MAX5661의 모든 기능을 빠르게 익힐 수 있도록 개발 키트가 제공됩니다. MAX5661EVCMAXQU+그래픽 인터페이스(GUI)를 사용하여 DAC를 제어하기 위한 PC 인터페이스가 있습니다.

MAX1452 - 센서 신호 변환기
전류 루프로

지금까지 우리는 마이크로컨트롤러나 DAC의 신호를 변환하는 데 적합한 솔루션을 살펴보았습니다. 제어 신호를 전송하기 위한 것입니다. 센서로부터 전류 신호를 수신하기 위해 Maxim은 초소형 회로를 제공합니다. MAX1452,정보 신호를 생성하기 위한 연산 증폭기와 온도 드리프트 보상, 제로 오프셋 조정 및 PGA를 사용하여 프로그래밍 가능한 전송 계수를 제공하는 디지털 회로와 아날로그 부품을 결합합니다. 모든 조정 계수는 768바이트 용량의 내장 EEPROM 메모리에 저장됩니다.

그림 8은 4~20mA 전류 출력과 루프 전력을 갖춘 MAX1452의 회로도를 보여준다. 루프에서 전류를 생성하는 데 트랜지스터가 사용됩니다. 2N2222A.

쌀. 8.

HART 모뎀 DS8500

하트( 고속도로 주소 지정이 가능한 원격 변환기 프로토콜)는 일반적으로 아날로그 전류 루프가 구성된 라인을 사용하여 센서를 구성하거나 해당 상태에 대한 정보를 얻을 수 있는 디지털 산업용 데이터 전송 프로토콜입니다. 디지털 데이터를 전송하기 위해 FSK 변조 신호(주파수 전환 변조)가 4~20mA 전류 루프에 사용됩니다(그림 9). 이 구현 방법을 사용하면 아날로그 전류 루프가 있는 기존 시스템에서 HART 프로토콜을 사용할 수 있습니다.

쌀. 9.

HART 물리 계층(변조 및 복조)을 구성하기 위해 Maxim은 HART 모뎀 칩을 제공합니다. DS8500,이는 1.2kHz, "0" - 2.2kHz의 주파수에서 "1"을 변조하여 반이중 수신 및 전송을 허용합니다. 기능적으로 DS8500은 복조기, 디지털 필터, ADC, 변조기 및 DAC로 구성됩니다(그림 10).

쌀. 10.

이 아키텍처(디지털 필터링 및 주파수 간 위상 연속 전환을 통해 순수한 정현파 신호를 생성하는 DAC 포함)는 잡음이 많은 환경에서도 안정적인 신호 수신을 보장합니다.

결론

Maxim은 센서에서 중앙 제어 장치까지, 그리고 이 장치에서 실행 장치까지 전류 루프를 사용하여 데이터 전송을 구성하기 위한 광범위한 솔루션을 제공합니다. 또한 이러한 산업용 시스템의 기능을 확장하기 위해 Maxim 라인에는 300개 이상의 다양한 인터페이스 칩이 포함되어 있습니다. RS-485/RS-232,캔, 린.

문학

1. "4-20mA 전류 루프 시스템에서 고전압 및 고전류 구동 연산 증폭기를 사용하는 방법", Maurizio Gavardoni, 맥심 엔지니어링 저널 No. 68

2. "아날로그 전류 루프 - Maxim의 솔루션", Anatoly Andrusevich, "부품 및 기술" 제8호 2009

니즈니 노브고로드

이 기사는 표준화 *, **, *** ****에 관한 ISUP 저널의 일련의 간행물의 연속입니다. "측정 및 제어 시스템에서 유사한 것으로 변환"(ISUP. 2012. No. 1) 기사는 통합된 입력 신호를 통합된 출력 신호로 변환하는 표준화에 대해 다뤘습니다.

왜 4~20mA 신호를 사용합니까?

4~20mA 전류 통합 신호의 넓은 분포는 다음과 같은 이유로 설명됩니다.
- 전류 신호의 전송은 연결 와이어의 저항에 의해 영향을 받지 않으므로 연결 와이어의 직경 및 길이에 대한 요구 사항 및 그에 따른 비용이 감소됩니다.
- 전류 신호는 낮은 저항(신호 소스의 저항과 비교하여) 부하에서 작동하므로 전류 회로에 유도된 전자기 간섭은 전압 신호를 사용하는 유사한 회로에 비해 작습니다.
- 4~20mA 전류 신호의 전송선 단선은 회로의 전류 레벨이 0인 측정 시스템을 통해 명확하고 쉽게 결정됩니다(정상 조건에서는 최소 4mA여야 함).
- 4...20 mA의 전류 신호는 유용한 정보 신호를 전송할 수 있을 뿐만 아니라 표준화 변환기 자체에 전원 공급을 제공할 수 있습니다. 최소 허용 레벨인 4 mA는 최신 전자 장치에 전원을 공급하기에 충분합니다.

4~20mA 전류 루프 컨버터의 특성

선택할 때 고려해야 할 주요 특징과 특징을 살펴 보겠습니다. 연구 및 생산 회사인 "KontrAvt"에서 생산한 NSSI-GRTP 표준화 변환기를 예로 들어 보겠습니다(그림 2).

쌀. 2. NPSI-GRTP의 출현 - 전류 루프의 1, 2, 4 채널 갈바닉 분리를 갖춘 NPF "KontrAvt"에 의해 생산된 변환기

두 가지 주요 기능만 수행하도록 설계되었습니다.
- 4...20 mA의 활성 전류 신호를 측정하고 변환 계수 1을 사용하여 고속으로 4...20 mA의 동일한 활성 전류 신호로 변환합니다.
- 전류 루프의 입력 및 출력 신호를 전기적으로 분리합니다.

NPSI-GRTP 변환의 주요 오류는 0.1%, 온도 안정성은 0.005%/°C입니다. 작동 온도 범위 - -40 ~ +70 °C. 절연 전압 - 1500V. 성능 - 5ms.

능동 및 수동 신호 소스에 연결하는 옵션이 그림 1에 나와 있습니다. 3 및 4. 후자의 경우 추가 전원이 필요합니다.

쌀. 삼. NSSI-GRTP 변환기를 활성 소스에 연결

쌀. 4.추가 전원 공급 장치 BP를 사용하여 NSSI-GRTP 변환기를 패시브 소스에 연결

입력 신호를 분리해야 하는 측정 시스템에서 입력 신호의 소스는 일반적으로 측정 센서(MS)이고 수신기는 보조 측정 장치(MI)(조정기, 컨트롤러, 레코더 등)입니다. .

출력 신호의 분리가 필요한 제어 시스템에서 소스는 제어 장치(CD)(조정기, 컨트롤러, 레코더 등)이고 수신기는 전류 제어 기능이 있는 액추에이터(CD)(멤브레인 액추에이터(MIM), 사이리스터 조정기)입니다. , 주파수 변환기 등).

에서 생산하는 NPSI-GRTP 변환기는 별도의 전원이 필요하지 않다는 점이 주목할 만하다. 이는 활성 4~20mA 입력 전류 소스에서 전원을 공급받습니다. 이 경우 활성 4~20mA 신호도 출력에서 생성되며 출력 회로에 추가 소스가 필요하지 않습니다. 따라서 NPSI-GRTP에 사용되는 전류 루프 분리기를 기반으로 하는 솔루션은 매우 경제적입니다.

변환기에는 세 가지 수정이 가능합니다: . 채널 수(각각 1, 2, 4)와 디자인(그림 2)이 다릅니다. 단일 채널 변환기는 폭이 8.5mm(치수 91.5 × 62.5 × 8.5mm)에 불과한 작고 좁은 케이스에 들어 있으며, 폭이 22.5mm(치수 115 × 8.5mm)인 케이스에는 2채널 및 4채널이 들어 있습니다. 105×22.5mm). 갈바닉 절연을 갖춘 변환기는 수십, 수백 개의 신호가 있는 시스템에 사용되며 이러한 시스템의 경우 구조적 쉘(캐비닛)에 많은 수의 변환기를 배치하는 것이 주요 문제가 됩니다. 여기서 중요한 요소는 DIN 레일을 따라 있는 하나의 변환 채널 너비입니다. 1, 2, 4채널 버전에서는 "채널 폭"이 각각 8.5, 11.25, 5.63mm로 매우 작습니다.

다중 채널 수정 NSSI-GRPT2 및 NSSI-GRTP4에서는 모든 채널이 완전히 연결되지 않습니다. 이러한 관점에서 볼 때 채널 중 하나의 성능은 다른 채널의 작동에 어떤 방식으로도 영향을 미치지 않습니다. 그렇기 때문에 다중 채널 변환기에 대한 주장 중 하나인 "한 채널이 소진되고 전체 다중 채널 장치가 작동을 멈추고 이로 인해 시스템의 안전성과 안정성이 급격히 저하됩니다"라는 주장이 작동하지 않는 이유입니다. 그러나 낮은 "채널 가격"과 같은 다중 채널 시스템의 중요한 긍정적 속성이 완전히 드러납니다. 컨버터의 2채널 및 4채널 수정에는 나사 분리형 커넥터가 장착되어 있어 설치, 유지 관리 및 수리(교체)가 용이합니다.

여러 작업에서 갈바닉 절연된 여러 수신기에 4~20mA 신호를 공급해야 합니다. 이를 위해 단일 채널 변환기 NSSI-GRTP1과 다중 채널 변환기 NSSI-GRTP2 및 NPSI-GRTP4를 모두 사용할 수 있습니다. 연결 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 5.

쌀. 5.신호 증폭 "1 - 2"를 위한 단일 채널 및 2채널 변환기 사용

간편한 설치 및 유지 관리를 위해 단일 채널 버전의 외부 연결 연결은 스프링 터미널 커넥터로 이루어지며, 2채널 및 4채널 버전에서는 분리 가능한 나사 커넥터로 연결됩니다.

쌀. 6.탈착식 터미널 커넥터를 이용한 외부선 연결

따라서 NPF "KontrAvt"가 제공하는 4~20mA 전류 루프 분리를 위한 새로운 변환기 라인은 수입된 해당 아날로그 제품과 특성 측면에서 경쟁할 수 있는 컴팩트하고 경제적인 솔루션이라고 합리적으로 부를 수 있습니다. 변환기는 시험 작동을 위해 제공되므로 사용자는 작동 중인 장치를 테스트하고 특성을 평가하며 사용 타당성에 대해 정보를 바탕으로 결정을 내릴 수 있습니다.
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]; 나중에 1962년부터 전류 20mA의 인터페이스가 주로 텔레타이프 기계에 널리 보급되었습니다. 1980년대에 4~20mA "전류 루프"가 다양한 기술 장비, 자동화 장비의 센서 및 액추에이터에 널리 사용되기 시작했습니다. "전류 루프"의 인기는 RS-485 인터페이스 표준(1983)이 나온 이후 떨어지기 시작했으며 현재는 실제로 새로운 장비에 사용되지 않습니다.

전류 루프 트랜스미터는 RS-485 인터페이스처럼 전압 소스를 사용하지 않고 전류 소스를 사용합니다. 정의에 따르면 전류 소스에서 흐르는 전류는 부하 매개변수와 무관합니다. 따라서 케이블 저항, 부하 저항 등에 관계없이 "전류 루프"에 전류가 흐릅니다. d.s. 유도 간섭(그림 2.10) 및 전류 소스의 공급 전압(그림 2.11 참조)으로부터 발생합니다. 루프의 전류는 매우 작은 케이블 누출로 인해 변경될 수 있습니다.

전류 루프의 이 속성은 기본이며 적용에 대한 모든 옵션을 결정합니다. 용량성 결합, e. d.s. 전류원과 직렬이 아닌 병렬로 적용되는 전류원은 "전류 루프"에서 약화될 수 없으며 차폐를 사용하여 이를 억제해야 합니다(간섭 방지에 대한 자세한 내용은 섹션 3 참조).

전송 라인은 일반적으로 차동 수신기와 함께 유도성 및 공통 모드 간섭을 줄이는 데 도움이 되는 차폐 연선 케이블입니다.

수신단에서는 루프 전류가 교정된 저항을 사용하여 전압으로 변환됩니다. 20mA의 전류에서 2.5V, 5V 또는 10V의 표준 전압을 얻으려면 저항이 각각 125ohm, 250ohm 또는 500ohm인 저항기를 사용하십시오.

"전류 루프"의 가장 큰 단점은 근본적으로 성능이 낮다는 것입니다. 이는 전류 소스에서 케이블 커패시턴스가 충전되는 속도에 의해 제한됩니다. 예를 들어 일반적인 선형 케이블 정전 용량이 75pF/m이고 길이가 1km인 경우 케이블 정전 용량은 75nF입니다. 20mA의 전류원에서 5V의 전압으로 이러한 커패시턴스를 충전하려면 19μs의 시간이 필요하며 이는 약 9kbit/s의 전송 속도에 해당합니다. 그림에서. 그림 2.12는 RS-485 인터페이스[광학]와 동일한 방식으로 평가된 다양한 왜곡(지터) 수준에서 케이블 길이에 대한 최대 전송 속도의 의존성을 보여줍니다.

실제 사용을 제한하는 "전류 루프"의 두 번째 단점은 실제로 전류 신호의 범위가 0...20mA 및 4...임에도 불구하고 커넥터 및 전기 매개변수 설계에 대한 표준이 부족하다는 것입니다. 20mA가 일반적으로 허용됩니다. 0~60mA는 훨씬 덜 자주 사용됩니다. 향후 개발에서는 단선 진단 기능을 제공하므로 4~20mA 범위만 사용하는 것이 좋습니다(섹션 참조).

니즈니 노브고로드

왜 4~20mA 신호를 사용합니까?

4~20mA 전류 루프 컨버터의 특성

쌀. 2. NPSI-GRTP의 출현 - 전류 루프의 1, 2, 4 채널 갈바닉 분리를 갖춘 NPF "KontrAvt"에 의해 생산된 변환기

NPSI-GRTP 변환의 주요 오류는 0.1%, 온도 안정성은 0.005%/°C입니다. 작동 온도 범위 - -40 ~ +70 °C. 절연 전압 - 1500V. 성능 - 5ms.

능동 및 수동 신호 소스에 연결하는 옵션이 그림 1에 나와 있습니다. 3 및 4. 후자의 경우 추가 전원이 필요합니다.

쌀. 삼. NSSI-GRTP 변환기를 활성 소스에 연결

쌀. 4.추가 전원 공급 장치 BP를 사용하여 NSSI-GRTP 변환기를 패시브 소스에 연결

쌀. 5.신호 증폭 "1 - 2"를 위한 단일 채널 및 2채널 변환기 사용

쌀. 6.탈착식 터미널 커넥터를 이용한 외부선 연결

기술 프로세스를 자동화할 때 다양한 센서와 액추에이터가 사용됩니다. 둘 다 컨트롤러 또는 입력/출력 모듈에 어떤 방식으로든 연결되어 있으며 센서 및 제어 액추에이터로부터 측정된 물리적 매개변수 값을 수신합니다.

컨트롤러에 연결된 모든 장치에 서로 다른 인터페이스가 있다고 가정해 보십시오. 그러면 제조업체는 엄청난 수의 입력/출력 모듈을 생산해야 하며, 예를 들어 결함이 있는 센서를 교체하려면 정확히 동일한 모듈을 찾아야 합니다. .

그렇기 때문에 산업 자동화 시스템에서는 다양한 장치의 인터페이스를 통합하는 것이 일반적입니다.

이 기사에서는 통합 아날로그 신호에 대해 설명합니다. 가다!

통합 아날로그 신호

물리량(온도, 습도, 압력 등)을 측정할 때뿐만 아니라 액추에이터를 지속적으로 제어할 때(주파수 변환기를 사용한 모터 속도 제어, 히터를 사용한 온도 제어 등) 아날로그 신호를 처리합니다. d. ).

위와 유사한 경우 모두 아날로그(연속) 신호가 사용됩니다.

컨트롤러 장비에서는 대부분의 경우 전류 4-20mA와 전압 신호 0-10V의 두 가지 유형의 아날로그 신호가 사용됩니다.

통합 전압 신호 0-10V

센서에서 정보를 얻기 위해 이러한 유형의 신호를 사용할 때 전체(센서) 범위는 0-10V의 전압 범위로 나뉩니다. 예를 들어 온도 센서의 범위는 -10...+70°C입니다. 그러면 -10°C에서 센서 출력은 0V가 되고 +70°C - 10V가 됩니다. 모든 중간 값은 비율로 구합니다.

다른 장치에서도 마찬가지입니다. 예를 들어, 주파수 변환기의 아날로그 출력이 현재 엔진 회전 속도를 전송하도록 구성된 경우 출력의 0V는 엔진이 정지되었음을 의미하고, 10V는 엔진이 최대 주파수에서 회전함을 의미합니다.

0-10V 신호 제어

통일된 전압 신호를 사용하면 물리량에 대한 데이터를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 장치를 제어할 수도 있습니다. 예를 들어 원하는 위치로 가져오고 주파수 변환기 또는 히터 전원을 통해 전기 모터의 회전 속도를 변경할 수 있습니다.

예를 들어 주파수 변환기에 의해 회전 속도가 제어되는 전기 모터를 생각해 보겠습니다.

엔진 회전 속도는 주파수 변환기의 아날로그 입력에 도달하는 0~10V 신호로 컨트롤러에 의해 설정됩니다. 엔진 회전 주파수는 0~50Hz일 수 있습니다. 그런 다음 알고리즘에 따라 컨트롤러가 모터를 25Hz로 회전시키려면 주파수 변환기의 입력에 5V를 공급해야 합니다.

"전류 루프": 통합 아날로그 신호 4-20mA

4-20mA 아날로그 신호("전류 루프"라고도 함)와 0-10V 전압 신호는 자동화에서 센서로부터 정보를 수신하고 다양한 장치를 제어하는 데 사용됩니다.

0-10V 신호와 비교하여 4-20mA 신호에는 다음과 같은 몇 가지 장점이 있습니다.

첫째, 전류 신호는 도체의 저항으로 인해 긴 라인에 걸쳐 전압 강하가 발생하는 0-10V 신호에 비해 더 먼 거리로 전송될 수 있습니다.
둘째, 파선의 진단이 용이하다. 신호의 작동 범위는 4mA부터 시작됩니다. 따라서 입력이 0mA이면 라인에 단선이 있다는 의미입니다.

4-20mA 신호 제어

전류 신호를 사용하여 다양한 장치를 제어하는 것은 전압 신호를 사용하여 제어하는 것과 다르지 않습니다. 이 경우에만 전압 소스가 아닌 전류 소스가 필요합니다.

장치에 4~20mA 제어 입력이 있는 경우 해당 장치는 적절한 출력이 있는 컨트롤러나 기타 지능형 장치로 제어할 수 있습니다.

예를 들어, 4~20mA 입력의 전기 구동 장치가 있는 밸브를 원활하게 열고 싶습니다. 입력에 4mA의 전류 신호를 인가하면 밸브가 완전히 닫히고, 20mA를 인가하면 밸브가 완전히 열립니다.

능동 및 수동 아날로그 출력 4-20mA

종종 센서, 컨트롤러 또는 기타 장치의 아날로그 출력은 수동적입니다. 즉, 외부 전원 없이는 전류 소스가 될 수 없습니다. 따라서 자동화 회로를 설계할 때는 사용되는 장치의 아날로그 출력 특성을 주의 깊게 연구해야 하며, 수동형인 경우 회로에 외부 전원을 추가하여 전류 루프를 함침시켜야 합니다.

그림은 4-20mA 출력의 센서를 해당 입력의 미터 조절기에 연결하는 다이어그램을 보여줍니다. 센서 출력은 패시브이므로 외부 전원 공급 장치의 함침이 필요합니다.

물리량(온도, 습도, 가스 오염, pH 등)을 측정할 때 센서는 그 값을 전류, 전압, 저항, 정전 용량 등으로 변환합니다. (센서의 작동 원리에 따라 다름) 센서 출력 신호를 통일된 신호로 만들기 위해 정규화 변환기가 사용됩니다.

정규화 변환기는 1차 변환기의 신호를 통일된 전류 또는 전압 신호로 변환하는 장치입니다.

정규화 변환기가 있는 온도 센서는 다음과 같습니다.