Semnale analogice unificate în sistemele de automatizare. Semnale și standarde Obțineți semnal de ieșire de 4,20 mA

Bucla de curent este o metodă de transmitere a informațiilor folosind valori măsurate ale curentului electric. De obicei, un sistem de buclă de curent include un senzor (presiune, temperatură, gaze etc.), un transmițător, un receptor și un convertor analog-digital (ADC) sau microcontroler (Figura 1).

Orez. 1.

La ieșirea senzorului este generată o tensiune proporțională cu parametrul măsurat. Transmițătorul (amplificatorul de curent controlat de tensiune) convertește tensiunea de la senzor într-un curent corespunzător de 4 până la 20 mA. La celălalt capăt al liniei, un receptor (amplificator de tensiune controlat de curent) convertește curentul de 4...20 mA înapoi în tensiune. Un convertor analog-digital digitalizează tensiunea de ieșire a receptorului pentru procesarea ulterioară de către un procesor sau microcontroler.

În sistemele cu o interfață în buclă de curent, informațiile sunt transmise folosind un curent modulat de semnal. Într-o buclă de curent de 4...20 mA, cea mai mică valoare a semnalului corespunde unui curent de 4 mA, iar cea mai mare - 20 mA. Astfel, întregul interval de valori permise este de 16 mA. Curentul buclei este menținut la 4 mA în orice moment, astfel încât nivelurile de curent mai scăzute vor detecta o linie deschisă și vor face această situație ușor de diagnosticat.

De regulă, în sistemele de automatizare industriale, senzorii sunt amplasați la distanțe mari de unitatea centrală de control, astfel încât bucla de curent încă nu și-a pierdut relevanța, deoarece este cea mai rezistentă la zgomot interfață analogică, mai ales în comparație cu metodele de transmisie a datelor de tensiune. . Un sistem mai complet, inclusiv o a doua buclă de curent (de exemplu, pentru a controla o unitate), este demonstrat în Figura 2.

Orez. 2.

Pe baza acestei scheme, vom lua în considerare soluțiile pe care Maxim le oferă pentru implementarea acesteia.

Amplificator operațional
ca convertor tensiune-curent

Figura 3 prezintă o implementare simplă a unui convertor tensiune-curent folosind un amplificator operațional (op-amp). MAX9943. Acest amplificator operațional oferă un curent de ieșire de peste ±20 mA cu o tensiune de alimentare de ±15 V și este, de asemenea, stabil cu o sarcină capacitivă de până la 1 nF, ceea ce îl face foarte potrivit pentru utilizarea în linii lungi de transmisie. Pentru a funcționa în intervalul de curent de ieșire 0...20 mA, este posibilă puterea amplificatorului cu o singură sursă, deoarece MAX9943 oferă o variație a tensiunii de ieșire egală cu tensiunea de alimentare ( ieșire șină la șină).

Orez. 3.

În acest circuit, relația dintre tensiunea de intrare și curentul de sarcină este descrisă prin expresia: V IN = (R2/R1) ґ R SENS ґ I LOAD + V REF. O valoare tipică a rezistenței la sarcină poate fi de câțiva kOhmi. În acest exemplu: R1 = 1 kOhm; R2 = 10 kOhm; R SENSE = 12,5 ohmi; R LOAD = 600 Ohm.

Pentru a converti o tensiune de intrare de ±2,5 V în curent de ±20 mA, tensiunea de referință V REF trebuie setată la 0 V. Pentru a obține o ieșire de curent de 4...20 mA de la o tensiune de intrare de 0...2,5 V, un offset trebuie setat să rămână constant pe curentul de linie 4 mA. Cu V REF = -0,25 V, tensiunea de intrare 0...2,5 V este convertită într-un curent de ieșire 2...22 mA. De obicei, dezvoltatorii aleg un interval dinamic puțin mai larg pentru a permite calibrarea ulterioară a software-ului. Dependența tensiunii de intrare și a curentului de ieșire sunt prezentate în figurile 4 și 5.

Orez. 4. Dependența I LOAD de V IN pentru ieșirea de ±20 mA

Orez. 5. Dependența I LOAD de V IN pentru ieșirea 4-20mA

MAX15500 și MAX15501 - Condiționare cu buclă de curent

Circuitul din Figura 3 care utilizează amplificatoare operaționale este o implementare simplă a buclei de curent care introduce dificultăți în calibrare, precum și erori mari de transmisie a semnalului în aplicațiile din lumea reală. În practică, pentru a implementa un convertor tensiune-curent, este recomandabil să folosiți soluții cu un singur cip, ai căror parametri tehnici sunt strict descriși în documentație.

Orez. 6.

Un exemplu de astfel de soluție este MAX15500/15501, generatoare de ieșire analogică de curent sau de ieșire de tensiune programabile prin interfața SPI. Tensiunea de intrare pentru aceste convertoare este de obicei luată de la ieșirea unui DAC extern. Pentru MAX15500, domeniul de tensiune de intrare este de 0...4,096 V, iar pentru MAX15501 - 0...2,5 V. În software sunt disponibile șase moduri de funcționare ale etajului de ieșire: ±10 V; 0…5 V; 0…10 V; ±20 mA; 0…20 mA; 4…20 mA. Microcircuitele asigură protecție la scurtcircuit; detectarea unei întreruperi în linia de transmisie; protecție împotriva supraîncălzirii și detectarea scăderii tensiunii de alimentare sub prag.

MAX5661 - Ieșire curent DAC

Cea mai integrată versiune a convertorului de ieșire de curent este MAX5661. Acesta este un DAC pe 16 biți cu un singur canal cu un amplificator de înaltă tensiune de precizie care oferă o soluție completă pentru convertirea semnalului digital de la procesor într-o ieșire de curent programabilă (0...20 mA sau 4...20 mA) sau tensiune standard industrială ±10 V.

Orez. 7.

Controlul și transmiterea datelor către DAC se realizează printr-o interfață SPI cu patru fire. Microcircuitul are o ieșire #FAULT, care poate fi folosită pentru a diagnostica un circuit întrerupt în bucla de curent sau un scurtcircuit în ieșirea de tensiune. Trebuie remarcat faptul că MAX5661 necesită utilizarea unei tensiuni de referință externe de 4,096 V. Documentația oferă o listă de referințe de ultraprecizie recomandate, de ex. MAX6341, MAX6133 sau MAX6033. Pentru a stăpâni rapid toate funcționalitățile lui MAX5661, este oferit un kit de dezvoltare MAX5661EVCMAXQU+ cu interfață la un PC pentru controlul DAC folosind o interfață grafică (GUI).

MAX1452 - convertor semnal senzor
într-o buclă de curent

Până acum am luat în considerare soluții potrivite pentru conversia unui semnal de la un microcontroler sau DAC, adică. pentru transmiterea semnalelor de control. Pentru a primi un semnal de curent de la senzor, Maxim oferă un microcircuit MAX1452, combinarea unei piese analogice cu un amplificator operațional pentru generarea unui semnal de informare și a unui circuit digital care oferă compensare a deviației de temperatură, ajustare a offsetului zero și un coeficient de transmisie programabil folosind un PGA. Toți coeficienții de ajustare sunt stocați în memoria EEPROM încorporată cu o capacitate de 768 de octeți.

Figura 8 prezintă schema de circuit pentru MAX1452 cu ieșire de curent de 4...20 mA și putere în buclă. Un tranzistor este folosit pentru a genera curent în buclă 2N2222A.

Orez. 8.

modem HART DS8500

HART ( Protocol cu traductor la distanță adresabil pe autostradă) este un protocol industrial digital de transfer de date care, de regulă, vă permite să configurați un senzor sau să obțineți informații despre starea acestuia folosind o linie pe care este organizată o buclă de curent analogică. Pentru a transmite date digitale, un semnal modulat FSK (modulație de comutare de frecvență) este utilizat pe o buclă de curent de 4...20 mA (Figura 9). Această metodă de implementare permite ca protocolul HART să fie utilizat în sistemele existente cu o buclă de curent analogică.

Orez. 9.

Pentru a organiza stratul fizic HART (modulare și demodulare), Maxim oferă un cip de modem HART DS8500, care permite recepția și transmisia semi-duplex, cu „1” modulat la o frecvență de 1,2 kHz, „0” - 2,2 kHz. Din punct de vedere funcțional, DS8500 constă dintr-un demodulator, filtru digital, ADC, modulator și DAC (Figura 10).

Orez. 10.

Această arhitectură (cu filtrare digitală și un DAC care generează un semnal sinusoidal pur cu comutare fază continuă între frecvențe) asigură recepția fiabilă a semnalului în medii zgomotoase.

Concluzie

Maxim oferă o gamă completă de soluții pentru organizarea transmisiei de date folosind o buclă de curent, atât de la senzori la unitatea centrală de control, cât și de la această unitate la unitățile executive. În plus, pentru a extinde funcționalitatea unui astfel de sistem industrial, linia Maxim conține mai mult de 300 de cipuri de interfață diferite. RS-485/RS-232, CAN, LIN.

Literatură

1. „Cum să utilizați amplificatoarele operaționale de înaltă tensiune și de înaltă tensiune în sistemele cu buclă de curent de 4-20 mA”, Maurizio Gavardoni, Maxim Engineering Journal Nr. 68

2. „Bucla de curent analogic - soluții de la Maxim”, Anatoly Andrusevich, „Componente și tehnologii” Nr. 8 2009

Nijni Novgorod

Acest articol este o continuare a unei serii de publicații din jurnalul ISUP dedicate standardizării *, **, *** ****. Articolul „Conversia ca în sistemele de măsurare și control” (ISUP. 2012. Nr. 1) a fost dedicat standardizării, care convertește semnalele de intrare unificate în semnale de ieșire unificate.

De ce exact semnalul de 4...20 mA?

Distribuția largă a semnalului unificat de curent 4...20 mA se explică prin următoarele motive:
- transmiterea semnalelor de curent nu este afectată de rezistența firelor de legătură, prin urmare cerințele pentru diametrul și lungimea firelor de legătură și, prin urmare, costul, sunt reduse;
- semnalul de curent funcționează la o sarcină cu rezistență scăzută (comparativ cu rezistența sursei de semnal), astfel încât interferența electromagnetică indusă în circuitele de curent este mică în comparație cu circuitele similare care folosesc semnale de tensiune;
- o întrerupere a liniei de transmisie a semnalului de curent 4...20 mA este clar și ușor determinată de sistemele de măsurare prin nivelul curentului zero din circuit (în condiții normale ar trebui să fie de cel puțin 4 mA);
- un semnal de curent de 4...20 mA permite nu numai transmiterea unui semnal informativ util, ci și furnizarea de alimentare a convertorului de standardizare în sine: nivelul minim admisibil de 4 mA este suficient pentru alimentarea dispozitivelor electronice moderne.

Caracteristicile convertoarelor de buclă de curent 4…20 mA

Să ne uităm la principalele caracteristici și caracteristici care trebuie luate în considerare la alegere. Ca exemplu, să luăm convertoarele de standardizare NSSI-GRTP produse de compania de cercetare și producție „KontrAvt” (Fig. 2).

Orez. 2. Aspectul NPSI-GRTP - convertoare produse de NPF „KontrAvt” cu separare galvanică a 1, 2, 4 canale ale buclei de curent

Proiectat pentru a îndeplini doar două funcții principale:
- măsurarea unui semnal de curent activ de 4...20 mA și conversia acestuia în același semnal de curent activ de 4...20 mA cu coeficient de conversie de 1 și cu viteză mare;
- separarea galvanică a semnalelor de intrare și de ieșire ale buclei de curent.

Eroarea principală a conversiei NPSI-GRTP este de 0,1%, stabilitatea temperaturii este de 0,005% / °C. Interval de temperatură de funcționare - de la -40 la +70 °C. Tensiune de izolație - 1500 V. Performanță - 5 ms.

Opțiunile de conectare la surse de semnale active și pasive sunt prezentate în Fig. 3 și 4. În acest din urmă caz, este necesară o sursă de alimentare suplimentară.

Orez. 3. Conectarea convertoarelor NSSI-GRTP la o sursă activă

Orez. 4. Conectarea convertoarelor NSSI-GRTP la o sursă pasivă folosind o unitate de alimentare suplimentară BP

În sistemele de măsurare în care este necesară separarea semnalelor de intrare, sursa semnalului de intrare este, de regulă, senzorii de măsurare (MS), iar receptorii sunt dispozitive de măsurare secundare (MI) (regulatoare, controlere, înregistratoare etc.) .

În sistemele de control în care este necesară separarea semnalelor de ieșire, sursele sunt dispozitivele de control (CD-uri) (regulatoare, controlere, înregistratoare etc.), iar receptoarele sunt actuatoare (CD-uri) cu control curent (actuatoare cu membrană (MIM), regulatoare cu tiristoare , convertoare de frecvență etc.).

Este de remarcat faptul că convertorul NPSI-GRTP, produs de , nu necesită putere separată. Este alimentat de la o sursă de curent de intrare activă de 4…20 mA. În acest caz, la ieșire este generat și un semnal activ de 4...20 mA și nu este necesară nicio sursă suplimentară în circuitele de ieșire. Prin urmare, soluția bazată pe separatoare de bucle de curent, care este utilizată în NPSI-GRTP, este foarte economică.

Sunt disponibile trei modificări ale convertorului: . Ele diferă în ceea ce privește numărul de canale (1, 2, 4, respectiv) și design (Fig. 2). Convertorul cu un singur canal este găzduit într-o carcasă mică, îngustă, cu o lățime de numai 8,5 mm (dimensiuni 91,5 × 62,5 × 8,5 mm), cu două și patru canale într-o carcasă cu o lățime de 22,5 mm (dimensiuni 115 × 105 × 22,5 mm). Convertizoarele cu izolare galvanică sunt utilizate în sistemele cu zeci și sute de semnale pentru aceste sisteme, plasarea unui astfel de număr de convertoare în carcase structurale (dulapuri) devine o problemă majoră. Factorul cheie aici este lățimea unui canal de conversie de-a lungul șinei DIN. în versiunile cu 1, 2 și 4 canale au „lățime de canal” extrem de mică: 8,5, 11,25 și, respectiv, 5,63 mm.

Trebuie remarcat faptul că în modificările multicanal NSSI-GRPT2 și NSSI-GRTP4, toate canalele sunt complet neconectate. Din acest punct de vedere, performanța unuia dintre canale nu afectează în niciun fel funcționarea altor canale. De aceea, unul dintre argumentele împotriva convertoarelor cu mai multe canale - „un canal se arde și întregul dispozitiv cu mai multe canale nu mai funcționează, iar acest lucru reduce drastic siguranța și stabilitatea sistemului” - nu funcționează. Dar o proprietate pozitivă atât de importantă a sistemelor multicanal, cum ar fi „prețul canalului” mai scăzut, se manifestă pe deplin. Modificările cu două și patru canale ale convertoarelor sunt echipate cu conectori detașabili cu șuruburi, care facilitează instalarea, întreținerea și repararea (înlocuirea) acestora.

Într-o serie de sarcini este necesară furnizarea unui semnal de 4...20 mA la mai multe receptoare izolate galvanic. Pentru aceasta, puteți utiliza atât convertoare cu un singur canal NSSI-GRTP1, cât și convertoare multicanal NSSI-GRTP2 și NPSI-GRTP4. Diagramele de conectare sunt prezentate în Fig. 5.

Orez. 5. Utilizarea convertoarelor cu un singur canal și cu două canale pentru multiplicarea semnalului „1 la 2”

Pentru ușurința instalării și întreținerii, conectarea conexiunilor externe în versiunea cu un singur canal se realizează cu conectori cu borne cu arc, iar în versiunile cu două și patru canale - cu conectori cu șurub detașabil.

Orez. 6. Conectarea liniilor externe folosind conectori terminali detașabili

Astfel, noua linie de convertoare pentru separarea buclei de curent 4...20 mA, prezentată de NPF „KontrAvt”, poate fi numită destul de rezonabil o soluție compactă și economică, capabilă să concureze din punct de vedere al caracteristicilor cu analogii importați corespunzători. Convertizoarele sunt furnizate pentru funcționare de probă, astfel încât utilizatorul are posibilitatea de a testa dispozitivele în funcțiune, de a evalua caracteristicile acestora și de a lua o decizie în cunoștință de cauză cu privire la oportunitatea utilizării lor.
____________________________

]; mai târziu, din 1962, s-a răspândit o interfață cu un curent de 20 mA, în principal la aparatele de teletip. În anii 1980, „bucla de curent” de 4...20 mA a început să fie utilizată pe scară largă într-o varietate de echipamente tehnologice, senzori și actuatoare ale echipamentelor de automatizare. Popularitatea „buclei de curent” a început să scadă după apariția standardului pentru interfața RS-485 (1983) și în prezent practic nu este utilizat în echipamente noi.

Transmițătorul în buclă de curent nu folosește o sursă de tensiune, ca în interfața RS-485, ci o sursă de curent. Prin definiție, curentul care curge de la sursa de curent este independent de parametrii de sarcină. Prin urmare, un curent circulă în „bucla de curent”, independent de rezistența cablului, rezistența la sarcină etc. d.s. interferențe inductive (Fig. 2.10), precum și de la tensiunea de alimentare a sursei de curent (vezi Fig. 2.11). Curentul din buclă se poate schimba doar din cauza scurgerilor de cablu, care sunt foarte mici.

Această proprietate a buclei curente este fundamentală și determină toate opțiunile pentru aplicarea acesteia. Cuplaj capacitiv, de ex. d.s. care nu este aplicat în serie cu sursa de curent, ci în paralel cu aceasta, nu poate fi slăbit în „bucla de curent” și ar trebui să fie folosită ecranarea pentru a o suprima (pentru mai multe informații despre combaterea interferențelor, consultați secțiunea 3).

Linia de transmisie este de obicei un cablu torsadat ecranat, care, împreună cu un receptor diferențial, ajută la reducerea interferențelor inductive și în modul comun.

La capătul de recepție, curentul buclei este convertit în tensiune folosind o rezistență calibrată. La un curent de 20 mA, pentru a obține o tensiune standard de 2,5 V, 5 V sau 10 V, utilizați un rezistor cu o rezistență de 125 ohmi, 250 ohmi sau, respectiv, 500 ohmi.

Principalul dezavantaj al „buclei de curent” este performanța sa fundamental scăzută, care este limitată de rata la care capacitatea cablului este încărcată de la sursa de curent. De exemplu, cu o capacitate tipică a cablului liniar de 75 pF/m și o lungime de 1 km, capacitatea cablului va fi de 75 nF. Pentru a încărca o astfel de capacitate de la o sursă de curent de 20 mA la o tensiune de 5 V, este necesar un timp de 19 μs, ceea ce corespunde unei viteze de transmisie de aproximativ 9 kbit/s. În fig. Figura 2.12 arată dependența vitezei maxime de transmisie de lungimea cablului la diferite niveluri de distorsiune (jitter), care a fost evaluată în același mod ca și pentru interfața RS-485 [Optic].

Al doilea dezavantaj al „buclei de curent”, care limitează utilizarea sa practică, este lipsa unui standard pentru proiectarea conectorilor și a parametrilor electrici, deși, de fapt, intervalele de semnale de curent 0...20 mA și 4... 20 mA au devenit general acceptate; 0...60 mA este folosit mult mai rar. În evoluțiile viitoare, se recomandă utilizarea doar a domeniului 4...20 mA, deoarece oferă posibilitatea de a diagnostica o întrerupere a liniei (vezi secțiunea

Nijni Novgorod

De ce exact semnalul de 4...20 mA?

Caracteristicile convertoarelor de buclă de curent 4…20 mA

Orez. 2. Aspectul NPSI-GRTP - convertoare produse de NPF „KontrAvt” cu separare galvanică a 1, 2, 4 canale ale buclei de curent

Opțiunile de conectare la surse de semnale active și pasive sunt prezentate în Fig. 3 și 4. În acest din urmă caz, este necesară o sursă de alimentare suplimentară.

Orez. 3. Conectarea convertoarelor NSSI-GRTP la o sursă activă

Orez. 4. Conectarea convertoarelor NSSI-GRTP la o sursă pasivă folosind o unitate de alimentare suplimentară BP

Orez. 5. Utilizarea convertoarelor cu un singur canal și cu două canale pentru multiplicarea semnalului „1 la 2”

Orez. 6. Conectarea liniilor externe folosind conectori terminali detașabili

La automatizarea proceselor tehnologice se folosesc diverși senzori și actuatori. Ambele sunt conectate într-un fel sau altul la controlere sau module de intrare/ieșire, care primesc valori măsurate ale parametrilor fizici de la senzori și actuatoare de control.

Imaginați-vă că toate dispozitivele conectate la controler aveau interfețe diferite - atunci producătorii ar trebui să producă un număr mare de module de intrare/ieșire, iar pentru a înlocui, de exemplu, un senzor defect, ar trebui să caute exact același .

De aceea, în sistemele de automatizare industrială, se obișnuiește să se unifice interfețele diferitelor dispozitive.

În acest articol vom vorbi despre semnalele analogice unificate. Merge!

Semnale analogice unificate

Ne ocupăm de semnale analogice la măsurarea oricăror mărimi fizice (temperatură, umiditate, presiune etc.), precum și în timpul controlului continuu al actuatoarelor (controlul turației motorului cu ajutorul unui convertizor de frecvență; controlul temperaturii cu ajutorul unui încălzitor etc.). .).

În toate cazurile de mai sus și similare, sunt utilizate semnale analogice (continue).

În echipamentele controlerului, în marea majoritate a cazurilor, sunt utilizate două tipuri de semnale analogice: un curent 4-20 mA și un semnal de tensiune 0-10 V.

Semnal de tensiune unificat 0-10 V

Când se utilizează acest tip de semnal pentru a obține informații de la un senzor, întregul său domeniu (senzor) este împărțit într-un interval de tensiune de 0-10 V. De exemplu, un senzor de temperatură are intervale de -10...+70 °C. Apoi la -10 °C ieșirea senzorului va fi de 0 V, iar la +70 °C - 10 V. Toate valorile intermediare se găsesc din proporție.

Același lucru este valabil și pentru orice alt dispozitiv. De exemplu, dacă ieșirea analogică a unui convertor de frecvență este configurată pentru a transmite viteza curentă de rotație a motorului, atunci 0 V la ieșirea acestuia înseamnă că motorul este oprit, iar 10 V înseamnă că motorul se rotește la frecvența maximă.

Control semnal 0-10V

Folosind un semnal de tensiune unificat, puteți obține nu numai date despre mărimi fizice, ci și dispozitive de control. De exemplu, îl puteți aduce în poziția dorită, puteți modifica viteza de rotație a motorului electric printr-un convertor de frecvență sau puterea încălzitorului.

Să luăm, de exemplu, un motor electric a cărui viteză de rotație este controlată de un convertor de frecvență.

Viteza de rotație a motorului este setată de controler cu un semnal de 0-10 V care ajunge la intrarea analogică a convertizorului de frecvență. Frecvența de rotație a motorului poate fi de la 0 la 50 Hz. Apoi, dacă, în conformitate cu algoritmul, controlerul va învârti motorul la 25 Hz, acesta trebuie să furnizeze 5V la intrarea convertizorului de frecvență.

„Bucla de curent”: semnal analogic unificat 4-20 mA

Semnalul analogic de 4-20 mA (numit și „bucla de curent”), precum și semnalul de tensiune 0-10 V, sunt utilizate în automatizare pentru a primi informații de la senzori și a controla diferite dispozitive.

Comparativ cu semnalul 0-10 V, semnalul 4-20 mA are mai multe avantaje:

În primul rând, semnalul de curent poate fi transmis pe distanțe mai mari în comparație cu un semnal 0-10V, care suferă o cădere de tensiune pe o linie lungă din cauza rezistenței conductorilor.
În al doilea rând, este ușor să diagnosticați o linie întreruptă, deoarece domeniul de operare al semnalului începe de la 4 mA. Prin urmare, dacă intrarea este 0 mA, înseamnă că există o întrerupere în linie.

Control semnal 4-20 mA

Controlul diferitelor dispozitive folosind un semnal de curent nu este diferit de controlul lor folosind un semnal de tensiune. Numai în acest caz, aveți nevoie de o sursă nu de tensiune, ci de curent.

Dacă un dispozitiv are o intrare de control de 4-20 mA, atunci un astfel de dispozitiv poate fi controlat de un controler sau alt dispozitiv inteligent care are o ieșire adecvată.

De exemplu, dorim să deschidem fără probleme o supapă care are o acționare electrică cu o intrare de 4-20 mA. Dacă aplicați un semnal de curent de 4 mA la intrare, atunci supapa va fi complet închisă, iar dacă aplicați 20 mA, aceasta va fi complet deschisă.

Ieșire analogică activă și pasivă 4-20 mA

Adesea, ieșirea analogică a unui senzor, controler sau alt dispozitiv este pasivă, adică nu poate fi o sursă de curent fără alimentare externă. Prin urmare, atunci când proiectați un circuit de automatizare, trebuie să studiați cu atenție caracteristicile ieșirilor analogice ale dispozitivelor utilizate și, dacă acestea sunt pasive, adăugați o sursă de alimentare externă la circuit pentru a impregna bucla de curent.

Figura prezintă o diagramă de conectare a unui senzor cu o ieșire de 4-20 mA la un contor-regulator cu o intrare corespunzătoare. Deoarece ieșirea senzorului este pasivă, necesită impregnare cu o sursă de alimentare externă.

Atunci când măsoară o mărime fizică (temperatură, umiditate, contaminare cu gaz, pH etc.), senzorii convertesc valoarea acesteia în curent, tensiune, rezistență, capacitate etc. (în funcție de principiul de funcționare al senzorului). Pentru a aduce semnalul de ieșire a senzorului la un semnal unificat, se folosesc convertoare de normalizare.

Convertorul de normalizare este un dispozitiv care convertește semnalul convertorului primar într-un semnal unificat de curent sau tensiune.

Iată cum arată un senzor de temperatură cu un convertor de normalizare: