Analog sinyaller:

0 ... 5 V;

0 ... 10 V;

0 ... 20 mA

4 ... 20 mA,

akım döngüsü. Ayrık sinyaller:

0 ... 5 V aralığına sahip TTL düzeyi sinyaller;

0 ... 24 V aralığındaki TTL sinyalleri.

Tookovaya döngü

Tookovaya döngüAkım (Döngü) - ölçülen kuvvet değerlerini kullanarak bilgi iletme yöntemi elektrik akımı.

Akım döngüsünün çalışma prensibi diferansiyel bir çifttir

Akımın ölçülen değerlerini ayarlamak için, kontrollü birakım kaynağı. Aktarılan bilgi türüne göre farklılık gösterirler analog akım döngüsüve dijital akım döngüsü.

Akım döngüsü önemli mesafelerde (birkaç kilometreye kadar) kullanılabilir. Ekipmanı korumak için kullanılırgalvanik izolasyonoptronlar gibi optoelektronik cihazlarda.

Akım döngüsünün ana avantajı, doğruluğun iletim hattının uzunluğuna ve direncine bağlı olmamasıdır, çünkü kontrollü akım kaynağı hattaki gerekli akımı otomatik olarak koruyacaktır. Devre, sensörün doğrudan iletim hattından beslenmesine izin verir. Birden çok alıcı bağlanabilir sürekli, mevcut kaynak aynı anda gerekli akımı koruyacaktır

"Akım döngüsü" ilkesi

İletim hattı genellikle, bir diferansiyel alıcı ile birlikte endüktif ve ortak mod gürültüsünü azaltmanıza izin veren korumalı bükümlü çifttir.

4-20 mA standardı

mantık seviyesi "1", DOĞRUDAN yönde akan 4 ila 20 mA arasındaki hattaki akıma karşılık gelir

mantık seviyesi "0", içindeki akıma karşılık gelir

tERS yönünde akan 4 ila 20 mA arasındaki hatlar.

4 mA'nın altında, alıcı ve verici bir HAT AÇMA hatası tespit eder.

20 mA'nın üzerinde, verici bir HAT KISA hatası tespit eder.

Sinyal eşleştirme

Kazanç / En iyi doğruluk için, güçlendirilmiş sinyaldeki maksimum voltaj aralığı ADC'nin maksimum giriş aralığına eşit olmalıdır.

Filtreleme - gereksiz bileşenleri ölçülen sinyalden kaldırmak.

Güç - Gerinim ölçerler, termistörler ve termistörler gibi parametrik sensörler için güç.

Doğrusallaştırma - yanıtın doğrusal olmayışının hesaba katılması

Ölçülen sinyalin doğasını, ölçümlerin yapıldığı konfigürasyonu ve ortamın sahip olabileceği etkiyi net bir şekilde anlamanız gerekir. Bu bilgiye dayanarak, sinyal koşullandırma modüllerinin belirli bir veri toplama sisteminde kullanılıp kullanılmayacağı belirlenebilir.

Ve önceki bölümlerden, işlenmemiş olanın sinyaller çok çeşitli ve varyasyon aralığı birkaç milivolttan (bir termokupl için) bir takojeneratör için yüzlerce volttan fazlasına kadar uzanır. Ek olarak, DC voltajındaki, AC voltajındaki ve hatta dirençteki değişikliklerden kaynaklanabilirler. Bu nedenle, analog giriş kartları sadece sinyal aralığında ise, bazılarının kullanılması gerektiği oldukça açıktır.

Giriş sinyalinin orijini, Şekil 2'de gösterildiği gibi gösterilebilir. 4.13. Sensörden gelen birincil sinyal sahada standart sinyalve sensör ile bu cihazın kombinasyonuna verici veya adı verilir. Bundan sonra, ölçülen değişken hakkında bilgi taşıyan standart bir sinyal, geleneksel bir analog giriş kartına beslenebilir.

Doğal bir soru ortaya çıkıyor: Bu standartlaştırılmış sinyal ne olmalı? Analog sinyaller düşük seviyeli sinyallerdir ve bu nedenle girişime (veya en yaygın olarak adlandırıldıkları şekliyle gürültüye) duyarlıdır. Elektrik akımıyla temsil edilen sinyal, voltajla temsil edilen sinyale göre gürültüye daha az duyarlıdır, bu nedenle genellikle bir akım döngüsü seçilir. Dönüştürücü ve alıcı cihaz, Şekil 2'de gösterilen şemaya göre bağlanır. 4.14 ve alıcı taraftaki akım sinyali bir balast direnci kullanılarak voltaja dönüştürülür. Akım döngüsü, seri olarak bağlanmış birkaç alıcı cihazla (bu, örneğin, bir sayaç, grafik kaydedici veya PLC girişi olabilir) kullanılabilir.

En yaygın standart, 4-20 mA aralığında bir akım biçimindeki bir analog sinyali temsil eder; burada 4 mA minimum sinyal seviyesi ve 20 mA maksimumdur. Örneğin, bir basınç vericisi 0-10 bar aralığında bir basıncı temsil eden 4-20 mA bir sinyal verirse, 8 barlık bir basınç 8 x (20 - 4) / 10 + 4 \u003d 16,8 mA akıma karşılık gelir. 4-20 mA sinyali genellikle 250 Ω balast direnci kullanılarak 1-5 V sinyaline dönüştürülür.

4 mA "sıfır" sinyali (ofset olarak adlandırılır) iki amaca hizmet eder. İlk olarak, invertör veya kablo kablosuna zarar gelmesinden kullanılır. Bir dönüştürücü veya bir kablo kopması meydana gelirse veya iletişim hattında bir kısa devre meydana gelirse, balast direncinden geçen akım, alıcı taraftaki bir "negatif" 0 V sinyaline karşılık gelen sıfır olacaktır. Bu çok kolay bir şekilde tespit edilebilir ve bir "dönüştürücü arızası" alarmı olarak kullanılabilir.

4 mA ön gerilim akımı da düzeni basitleştirir. İncirde. 4.14 Dönüştürücünün yerel olarak

Şekil: 4.15. 2 kablolu verici 4-20 mA

güç kaynağı ve bir akım sinyali sağladı. Benzer bir düzenleme mümkündür, ancak daha yaygın olan (ve daha basit olan), Şekil 1'de gösterilendir. 4.15. Burada, güç kaynağı (tipik olarak 24-30 VDC) alıcı tarafına yerleştirilmiştir ve sinyal hatları hem dönüştürücüye güç sağlamaya hem de akımı taşımaya hizmet eder. Verici, ölçülen sinyale göre güç kaynağından 4-20 mA aralığında bir akım çeker. Bu akım, daha önce olduğu gibi, bir balast direnci kullanılarak voltaja dönüştürülür.

4 mA öngerilimi, dönüştürücünün düzgün çalışması için ihtiyaç duyduğu akımı sağlar. Açıktır ki, sinyal aralığı 0-20 mA ise bu başarılamaz. Şekil 1'deki diyagrama göre dahil edilen dönüştürücüler 4.15'e genellikle iki telli denir.

Sensörlerden gelen standart sinyal, iki bakır telden oluşan bir iletişim kanalı aracılığıyla otomatik cihaza iletilir. Otomatik cihaz, proses akışını karakterize eden, hata sinyalini ayarlanan değerle karşılaştıran ve hata sinyalini regülatöre gönderen 4 - 20 ma standart bir giriş sinyalini görüntüler ve kaydeder.
Sensörlerden gelen standart sinyal, iki bakır telden oluşan bir iletişim kanalı aracılığıyla otomatik cihaza iletilir. Otomatik cihaz, proses akışının standart bir 4-20 mA giriş sinyalini görüntüler ve kaydeder, hata sinyalini ayar noktası ile karşılaştırır ve hata sinyalini regülatöre gönderir.
Bilgi alışverişi için standart sinyaller ve kurallar, genel olarak büyük işletmelerin yönetilmesiyle ilgili sorunları çözme yeteneğine sahip çok makineli sistemler oluşturmak için geniş fırsatlar sunar.
Standart sinyal - bir devlet veya uluslararası metroloji kurumu tarafından standart olarak onaylanmış, normalleştirilmiş özelliklere (parametrelere) sahip bir sinyal.
Sinyal nominal beyaz içerdiğinde, standart görüntü sinyali standart giriş empedansında (yukarıya bakın) minimum 1 V ve maksimum 2 5 V salınmalıdır. Girişteki standart ses sinyali seviyesi 1 metrenin üzerinde 10 2 dB olmalıdır.
Standart sinyal üreteçleri, önemli ölçüde daha düşük kalibre edilmiş güç kaynaklarıdır. Örneğin 4 5 - 10 35 GHz aralığında çalışan G4 - 16A, 2 - 10 - 8 - 10 μW çıkış gücüne sahiptir. Mikrodalga aralığında çalışan birçok GSS (G4 - 10A, G4 - 32A, vb.)
Standart sinyal üreteçleri dikkatlice taranır, çünkü aksi takdirde GSS'nin yardımıyla, düşük sinyal seviyelerinde incelenen devre, GSS'nin çıkış cihazı aracılığıyla değil, elektromanyetik alanın indüksiyonu veya radyasyonunun bir sonucu olarak karşılaştırılabilir genlikte salınımlar alabilir.
Yüksek frekanslı bir ölçüm jeneratörünün blok diyagramı (sinyal üreteci, standart sinyal oluşturucu. Standart sinyal oluşturucuları, çıkış voltajını veya gücünü kalibre etmede daha yüksek bir doğruluk derecesi ile karakterize edilir. voltaj ve bir watt'ın birimlerinden veya kesirlerinden 10 - 13 - 10 - 14 W'a kadar.
Üretilen salınımların frekans aralığına bağlı olarak standart sinyal üreteçleri (GSS), otomatik kontrol ve düzenleme için düşük frekanslı (50 μHz ila 1 kHz) jeneratörlere bölünmüştür. Radyo iletişim ekipmanının ve hidroakustiğin kalibrasyonu ve düzenlenmesi için ultrasonik frekanslar (20 Hz'den 200 kHz'e); Radyo iletme ve alma ekipmanını kontrol etmek ve ayarlamak için HF jeneratörleri (100 kHz ila 100 MHz).
Standart sinyal oluşturucu, bir anten eşdeğeri aracılığıyla alıcının girişine bağlanır. Sinyal, ayrı bir ses üreticisinden modüle edilir. Hoparlöre paralel olarak bir ses voltaj ölçer bağlanır. 4CO gi modülasyon frekansı ve m03 modülasyon katsayısı ile alıcı, maksimum çıkış voltajında \u200b\u200bsinyal frekansına hassas bir şekilde ayarlanmıştır. Ses seviyesi kontrolü maksimuma ayarlandığında, anten devresindeki sinyal seviyesi, çıkış voltajı normale eşit olacak şekilde ayarlanır. Daha sonra, ses üretecinin frekansını değiştirerek ve modülasyon katsayısı mO3'ü değiştirmeden tutarak, çıkış geriliminin modülasyon frekansına bağımlılığı kaldırılır.
Standart sinyal oluşturucu, bir anten eşdeğeri aracılığıyla alıcının girişine bağlanır. Sinyal modülü ayrı bir ses üreticisinden üretilir. Hoparlöre paralel olarak bir ses voltaj ölçer bağlanır. 400 Hz modülasyon frekansı ve t0 3 modülasyon oranı ile alıcı, maksimum çıkış voltajında \u200b\u200bsinyal frekansına hassas bir şekilde ayarlanmıştır. Ses seviyesi kontrolü maksimuma ayarlandığında, anten devresindeki sinyal seviyesi, çıkış voltajı normale eşit olacak şekilde ayarlanır. Daha sonra, ses üretecinin frekansını değiştirerek ve modülasyon katsayısı m03'ü değiştirmeden tutarak, çıkış geriliminin modülasyon frekansına bağımlılığı ortadan kaldırılır.
Standart sinyal üreteçleri, radyo alıcılarının hassasiyetini ölçmek için kullanılır ve nispeten düşük bir çıkış gücüne sahiptir.
Standart sinyal X0'ın değeri, çözücünün sentezinin altında yatan kriter tarafından belirlenir.

Standart sinyal oluşturucu G4 - 1, radyo ekipmanını kontrol etmek ve ayarlamak için tasarlanmıştır.
Standart sinyal oluşturucu G4 - 5, radyo ekipmanını test etmek ve ayarlamak için kalibre edilmiş yüksek frekanslı sinüzoidal voltaj kaynağı olarak kullanılır. Cihaz aşağıdaki teknik özelliklere sahiptir.
Çalışma frekansları ayarlanmış alıcının çalışma frekansı aralığını içeren standart bir sinyal oluşturucu (örneğin, GSS-6).
Standart sinyal oluşturucu (GSS-6), frekans, taşıyıcı frekans voltajı ve modülasyon derinliğinde kalibre edilmiş radyo frekansı sinyallerini elde etmek için kullanılır.
G4 - 7A tipi bir sinyal üretecinin blok diyagramı. Standart sinyal oluşturucu 75 ohm'luk bir yük ile çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Yük 75 ohm'dan birçok kez fazlaysa, cihazla birlikte verilen yük direncini kullanmalısınız. Çalışma modunun veya ayar frekansının değiştirilmesi, enstrümanın çıkış voltajını değiştirir. Bu durumlarda, çıkış voltajı ve voltmetrenin sıfır ayarını düzeltmek gerekir.
Standart sinyal üreteçleri, sinyal oluşturuculardan daha yüksek doğruluk sınıfına sahiptir.
Standart sinyal oluşturucu, test edilen cihazla bir dalga kılavuzu bölümü, huni anten veya dalga kılavuzu-koaksiyel bağlantı yoluyla iletişim kurar.
Standart bir sinyal üretecinin blok diyagramı. Standart sinyal oluşturucu aşağıdaki ana unsurlardan oluşur (Şekil 8-4): bir ana osilatör, bir tampon yükseltici-modülatör, taşıyıcı seviyesini izlemek için bir elektrik voltmetresi, bir zayıflatıcı, bir ses frekansı üreteci ve bir modülasyon indeksi ölçer.
Frekans modülasyonlu standart sinyal üreteçleri, frekans modülasyonlu VHF sinyal alıcılarının özelliklerini ölçmek için tasarlanmıştır.
Frekans dönüşümlü standart sinyal üreteçlerinin bir dizi önemli dezavantajı vardır: 1) ek bir yardımcı jeneratörün varlığından dolayı devrenin karmaşıklığı; 2) karıştırıcı çıkışında istenmeyen kombinasyon frekanslarının varlığı; 3) nispeten yüksek frekanslarda çalışan jeneratörler için uygun frekans kararlılığının sağlanmasındaki zorluklar; 4) çıkış voltajının yüksek frekansını, karıştırıcının çıkışındaki mili volt birimlerinden zayıflatıcı girişindeki 1 V'luk bir değere getirmek için yükseltme ihtiyacı.
Frekans yanıtını ölçmek için blok diyagram. Standart sinyal üretecini ve sayacı, ölçüm devresiyle tek bir düz hatta yerleştirmeniz ve mümkünse ek ekranlarla korumanız önerilir. Jeneratör ve sayaç, filtrelenmiş bir ağdan beslenmelidir. Direnç R, 150-1000 ohm sırasına göre seçilir, endüktif olmamalıdır.
G4 - 37A standart sinyal üreteci, çeşitli radyo alıcılarının, ölçüm hatlarının güç kaynağının ve antenlerin ayarlanması ve ayarlanması için tasarlanmıştır.

Standart sinyal üreteci (GSS), frekansı ve genliği geniş bir aralıkta değişebilen ve güç hatlarının her konumu için kesin olarak bilinen yüksek frekanslı salınımların bir üretecidir.
Standart sinyal oluşturucu (STG), frekansı ve genliği geniş bir aralıkta değişebilen ve ayarlayıcıların her konumu için kesin olarak bilinen yüksek frekanslı salınımların bir üretecidir. Bu titreşimler, kesin olarak bilinen bir derinliğe kadar modüle edilebilir.
Alıcı parametreleri ölçüm devresi. Standart bir sinyal oluşturucu (STG), bir anten eşdeğeri vasıtasıyla alıcının aşağı akışına bağlanır. Uzun, orta ve kısa dalgalar (GOST 9783 - 61) için bir anten eşdeğer diyagramı Şekil 2'de gösterilmiştir. 13 - 12, a ve mikrodalga için - Şek. 13 - 12 6 ve Yad değeri, anten besleyicinin karakteristik empedansına eşit olmalıdır. Genellikle, mikrodalga aralığının GSS'si bir anten eşdeğerinin empedansına eşit bir çıkış empedansına sahiptir (dışarı - YaA 50 - T-70 ohm), bu nedenle bir anten eşdeğerine gerek yoktur. Terminale paralel olarak bir çıkış voltaj ölçer bağlanır.
Standart sinyal üreteci, onarımları sırasında radyo alıcılarının elektrik düzenlemesi ve testi için tasarlanmıştır. Alıcıların hizalanmasını kolaylaştırır ve temel elektrik özelliklerini ölçmeyi mümkün kılar.
GSS-6 tipi jeneratörün blok şeması. Standart sinyal üreteçleri (GSS), işletim kalitesinin kapsamlı bir kontrolü ve ekipmanın, özellikle de yüksek frekanslı kısmının ayarlanması için kullanılır. GSS genellikle şunları içerir: bir ana osilatör, bir modüle edilmiş kademe, bir modülatör, bir gerilim bölücü, bir taşıyıcı gerilim ölçer ve bir modülasyon derinliği ölçer.
Standart bir sinyal oluşturucu (STG), frekansı ve genliği geniş bir aralıkta değişebilen ve her ayar için kesin olarak bilinen yüksek frekanslı salınımların bir üretecidir. Bu titreşimler, kesin olarak bilinen bir derinliğe kadar modüle edilebilir.
Standart sinyal üreteçleri daha yüksek frekans kararlılığına ve çıkış gücü kalibrasyon doğruluğuna sahiptir. Standart sinyal oluşturucuların çıkış gücü, sinyal oluşturucuların gücünden daha azdır, ancak çok geniş bir aralıkta güç açısından düzenlenebilirler: 10 W ila bir watt'ın onda biri. Sinyal oluşturucuların çıkış gücü tipik olarak miliwatt ila bir watt'ın kesirleri aralığındadır. MM dalga boyu aralığında, şu anda yalnızca sinyal üreteçleri üretilmektedir.
Standart kontrol sinyallerinin kanal tarafından verilen bir cihaz için gerekli kontrol sinyallerine dönüştürülmesi kontrol cihazında gerçekleşir. G / Ç sistemindeki bu iki seviye arasındaki arabirim, tüm kanallar için standartlaştırılmıştır ve G / Ç arabirimi olarak adlandırılır.
GSS-b tipi cihazın dış görünümü. GSS-6 tipi standart sinyallerin üreteci (Şekil 427), 100 kHz ila 25 MHz aralığında sinüzoidal yüksek frekanslı salınımlar elde etmek için tasarlanmış taşınabilir bir laboratuvar cihazıdır.
Çift yatay frekanstaki darbeleri eşitlemeden tam bir TV sinyalinin alanlarının darbelerini senkronize etme. Avrupa, Asya ve Amerika'nın birçok ülkesinde standart televizyon yayın sinyalinin biçimi, SSCB'de kabul edilen sinyal biçiminden çok az farklıdır.
Bir hattın iletimi sırasında gri tek tip bir monokrom alandan gelen sinyal şekli (yatay senkronizasyon darbeleri dahil. | Tam sırasında sinyal bileşenleri.
Sırasıyla 1 3 ve 4 6 μs'lik bir ön ve arka kademeli sönümleme darbesine sahip olan Federal İletişim Komisyonu (ABD) tarafından onaylanan standart bir sinyalde, senkronizasyon darbeleri narenciyeye göre 1 65 μs kaydırılır, bu da 2yaga fazına karşılık gelir (1 65 / 63 5) n'inci harmonikte radyan.
Pnömatik kumanda cihazı | Geçici cihazın blok şeması. Bu durumda, röle 1p - filtre F - jikle D dahil devre boyunca standart sinyal P 1 5 kg / cm pnömatik tank Fco'ya girer, röle 2p'yi sıfırlar ve Zr rölesini sıfırlar. Çalışma ortamının basıncının etkisi altında, pnömosilindirin piston çubuğu ve tahıl kurutucunun ilgili kapağı hareket eder. Kapak açıldığında kurumuş tahıl serbest bırakılır. Kepenk hareketinin ilk anında, VP2 limit anahtarı kapatılır ve FCO pnömatik tanktan gelen hava 2p rölesi vasıtasıyla atmosfere boşaltılır.
Standart sinyal oluşturucuyu frekans belleği olarak kullanarak, jeneratör frekansını bir elektronik frekans sayacı ile ölçerek sonucu iyileştirin.
Standart sinyal oluşturucuların bir özelliği, genel olarak yüksek frekanslı elemanlarının ve cihazlarının dikkatlice korunmasıdır. Bu, çıkış cihazı dışındaki yüksek frekans enerjisinin radyasyonunu önlemek içindir.
Standart sinyal üreteci devresi (Şekil 428) aşağıdaki ana unsurlardan oluşur: bir yüksek frekans üreteci, bir modüle edici frekans üreteci, bir çıkış voltaj seviyesi ölçer, bir modülasyon derinliği faktörü ölçer ve bir doğrultucu.
Standart sinyal üretecinin devresi (Şekil 432) aşağıdaki ana unsurlardan oluşur: yüksek frekanslı bir jeneratör, darbe modülasyonlu bir ünite, bir voltmetre ve bir güç kaynağı.
G4 - 1A genlik modülasyonlu standart sinyallerin ölçüm jeneratörü, uzun, orta ve kısa dalga aralığındaki alıcıların yanı sıra frekans, voltaj ve modülasyon derinliğinde kalibre edilmiş bir sinyal gerektiren çeşitli ölçümler için tasarlanmıştır. G4 - 1A tipi jeneratör, daha önce üretilmiş GSS-6A standart sinyal oluşturucusundan biraz daha küçük bir çıkış voltajı ayar hatası olmasıyla farklılık gösterir.
GSS'nin frekans çarpımlı blok diyagramı. Genlik ve frekans modülasyonlu standart sinyal üreteçleri genellikle üç ana çalışma türü sağlar: sürekli salınım, genlik modülasyonu ve frekans modülasyonu. Genlik ve frekans modülasyonu, ortak bir yüksek frekans yolu ve aynı modüle edici ses frekansı üretecini kullandığından, GSS'nin operasyonel yeteneklerinin genişletilmesi, devresinin ve tasarımının küçük bir karmaşıklığı ile sağlanır.
Darbeli sinyal alıcılarının özelliklerini ölçmek için tasarlanmış standart sinyal üreteçlerinde, darbe modülasyonu, bir mikrosaniyenin kesirlerinden birkaç milisaniyeye kadar süren kısa süreli darbelerle sağlanır. Santimetre aralığında, GSS çıkışı genellikle güç ünitelerinde kalibre edilir ve taşıyıcı seviyesi esas olarak bir termistör güç ölçer kullanılarak izlenir.
Bir vuruş üretecinin basitleştirilmiş blok diyagramı. Standart sinyal üreticilerinde hem harici hem de dahili gerilim kaynakları kullanılarak genlik modülasyonu elde etmek mümkündür.
Düşük frekanslı jeneratör transformatörü çıkış devresi | Düşük frekanslı jeneratör omik çıkış devresi. Standart sinyal üreteçleri ile sinyal üreteçleri arasında bir ayrım yapılır. Standart sinyal üreteçleri (GSS), frekans, modüle edici sinyal parametreleri ve çıkış voltajı açısından kalibre edilmiş, sürekli ve modüle edilmiş salınımların düşük güçlü kaynaklarıdır.

Standart sinyal üreteci, yukarıda açıklandığı gibi, incelenen istasyonun frekansına tam olarak ayarlanır ve I'in önceki okumaları olan GSS'den sağlanan voltajı ayarlayarak.
101 - I tipi standart sinyallerin ses üreteci, hem veri ayarlama doğruluğu hem de ayarlama olanakları açısından en modern jeneratör modellerinden biridir. Nispeten geniş bir frekans aralığına sahip olarak, düşük frekanslı amplifikatörlerin frekans özelliklerini incelemek için kullanılabilir; Çıkış voltajının 1 ila 10 - 6 V aralığında ayarlanması, amplifikatörlerin genlik özelliklerinin büyük bir kazançla kaldırılmasını sağlar.
GSS-8 tipi standart bir sinyal üretecinin şeması (Şekil 430), aşağıdaki ana birimlerden oluşur: yüksek frekanslı bir ünite, bir voltaj bölücü sistem, bir modülatör cihaz, bir voltmetre, bir modülasyon derinliği ölçer ve bir güç kaynağı.

Analog Sinyal Standartları

Analog sinyaller için, en yaygın standart DC voltaj aralıkları -10 .. + 10V ve 0 .. + 10V ve DC 0..20mA ve 4..20mA'dır. Teorik olarak, bu sinyallerin sınırı yoktur.

Dijital sistemlerde analog sinyal dijitale dönüştürülür. PLC mikroişlemcisinde kontrol değişkeni hesaplandıktan sonra dijital değer tekrar analog değere dönüştürülür.

Sensörlerden gelen giriş sinyalleri çok farklıdır - birkaç mV'den (termokupl) yüzlerce V'ye (takometre). Doğru akım, alternatif akım ve hatta direnç miktarları vardır.

Sensörden gelen sinyal standart bir dönüştürücüye dönüştürülür ve analog modülün girişine beslenir.

Analog sinyaller düşük seviyelidir ve bu nedenle elektriksel parazit veya gürültüye eğilimlidir. Elektrik akımıyla temsil edilen sinyal gürültüye karşı daha az hassastır, bu nedenle genellikle bir akım devresi kullanılır. Akım, 250 ohm'luk bir balast direnci üzerinden voltaja dönüştürülebilir.

Genel standart, bir analog sinyalin 4 - 20 mA aralığında bir akım olarak temsil edilmesidir, burada 4 düşük sinyal seviyesi ve 20mA yüksek sinyal seviyesidir.

Misal

Basınç vericisi, 0 - 10 bar aralığını temsil eden 4 - 20 mA sinyal sağlar. Hangi akımın ölçülen 8 bar basınca karşılık geldiğini hesaplayın. Ölçülen bu basınç için 250 ohm balast direncindeki voltaj nedir? Formüle göre

ohm yasasına göre akımı ve ardından voltajı bulun.

4mA'lik bir ofset (ofset) "0" olarak aşağıdaki amaçlara sahiptir:

a) Sensör veya kablonun hasar görmesine karşı koruma. Sensör çalışmazsa veya kablo hasarlıysa veya kısa devre yaparsa, balast direncinden akım gelmez ve üzerindeki voltaj "0" dır. Bu, örneğin bir sensör arızası alarmı oluşturmak için tanımlanabilir ve kullanılabilir.

c) 4mA ofsetin kurulumu kolaydır. Sensörün yerel bir güç kaynağına sahip olduğu ve bir akım sinyali ile beslendiği varsayılır. Ancak 2 kablolu bağlantı kullanmak daha basit ve daha sıktır. Burada güç kaynağı (24 - 30V) alıcı cihaza yerel olarak monte edilir. Ve sinyal hattı hem sensöre güç sağlamaya hem de akımı iletmeye hizmet eder. Sensör, ölçülen sinyale göre bir kaynaktan 4-20 mA akım alır. Akım, direnç üzerinden voltaja dönüştürülür. 4mA, sensörün çalışmaya devam etmesi gereken akımdır. 0-20 mA olan bir sensör bu şekilde çalışamaz.

Teknolojik süreçleri otomatikleştirirken çeşitli sensörler ve aktüatörler kullanılır. Hem bunlar hem de diğerleri, sensörlerden ve kontrol aktüatörlerinden fiziksel parametrelerin ölçülen değerlerini alan kontrolörler veya giriş / çıkış modüllerine bir şekilde bağlıdır.

Denetleyiciye bağlı tüm cihazların farklı arabirimlere sahip olacağını hayal edin - o zaman üreticilerin çok sayıda I / O modülü "üretmesi" ve örneğin hatalı bir sensörü değiştirmek için tam olarak aynı olanı aramaları gerekir.

Bu nedenle endüstriyel otomasyon sistemlerinde, çeşitli cihazların arayüzlerini birleştirmek gelenekseldir.

Bu yazıda, birleşik analog sinyaller hakkında konuşacağız. Git!

Birleşik analog sinyaller

Herhangi bir fiziksel miktarı (sıcaklık, nem, basınç, vb.) Ölçerken ve ayrıca aktüatörlerin sürekli kontrolünü (bir frekans dönüştürücü kullanarak motor hızının düzenlenmesi; ısıtıcı kullanarak sıcaklık kontrolü, vb.) Ölçerken analog sinyallerle ilgileniyoruz. vb.).

Tüm bu ve benzeri durumlarda analog (sürekli) sinyaller kullanılır.

Kontrol cihazında, çoğu durumda, iki tür analog sinyal kullanılır: akım 4-20 mA ve voltaj sinyali 0-10 V.

Birleşik voltaj sinyali 0-10 V

Bu tür bir sinyali bir sensörden bilgi almak için kullanırken, tüm (sensör) aralığı 0-10 V voltaj aralığına bölünür. Örneğin, bir sıcaklık sensörü -10 ... + 70 ° C aralığına sahiptir. Daha sonra -10 ° C'de sensör çıkışı 0 V ve +70 ° C - 10 V olacaktır. Tüm ara değerler orandan bulunur.

Aynısı diğer cihazlar için de geçerlidir. Örneğin, bir frekans dönüştürücünün analog çıkışı, motor dönüşünün geçerli hızını iletecek şekilde ayarlanmışsa, çıkışındaki 0 \u200b\u200bV, motorun durdurulduğu ve 10 V, motorun maksimum frekansta döndüğü anlamına gelir.

0-10V sinyal kontrolü

Birleşik bir voltaj sinyalinin yardımıyla, yalnızca fiziksel miktarlar hakkında veri elde etmek değil, aynı zamanda cihazları kontrol etmek de mümkündür. Örneğin, istediğiniz konuma getirebilir, elektrik motorunun dönme hızını bir frekans dönüştürücü veya ısıtıcının gücünü değiştirebilirsiniz.

Örneğin, hızı bir frekans dönüştürücü tarafından kontrol edilen bir elektrik motorunu ele alalım.

Motor devri, frekans dönüştürücünün analog girişine gelen 0-10 V sinyal ile kontrolör tarafından ayarlanır.Motor hızı 0 ila 50 Hz arasında olabilir. Daha sonra, algoritmaya göre, kontrolör motoru 25 Hz döndürecekse, frekans dönüştürücünün girişine 5V sağlamalıdır.

"Akım döngüsü": birleşik analog sinyal 4-20 mA

Otomasyonda sensörlerden bilgi almak ve çeşitli cihazları kontrol etmek için 4-20 mA analog sinyal ("akım döngüsü" olarak da adlandırılır) ve 0-10 V voltaj sinyali kullanılır.

0-10 V sinyal ile karşılaştırıldığında, 4-20 mA sinyalin çeşitli avantajları vardır:

• İlk olarak, iletkenlerin direncine bağlı olarak uzun bir hatta voltaj düşüşünün olduğu 0-10 V sinyaline kıyasla uzun mesafelerde bir akım sinyali iletilebilir.
• İkinci olarak, bir satır sonunu teşhis etmek kolaydır, çünkü sinyal çalışma aralığı 4 mA'dan başlar. Bu nedenle, giriş 0 mA ise, hat açıktır.

4-20mA sinyal kontrolü

Bir akım sinyali kullanarak çeşitli cihazları kontrol etmek, bir voltaj sinyali kullanarak kontrol etmekten farklı değildir. Sadece bu durumda, voltaj değil akım kaynağına ihtiyacınız vardır.

Cihaz 4-20 mA kontrol girişine sahipse, böyle bir cihaz bir kontrolör veya karşılık gelen bir çıkışa sahip başka bir akıllı cihaz tarafından kontrol edilebilir.

Örneğin 4-20 mA girişli elektrik tahrikli bir vanayı sorunsuz bir şekilde açmak istiyoruz. Girişe 4 mA akım sinyali uygulanırsa, vana tamamen kapanacak ve 20 mA uygulanırsa tamamen açılacaktır.

Aktif ve pasif analog çıkış 4-20 mA

Çoğu zaman, bir sensörün, denetleyicinin veya başka bir cihazın analog çıkışı pasiftir, yani harici bir güç kaynağı olmadan bir akım kaynağı olamaz. Bu nedenle, bir otomasyon devresi tasarlarken, kullanılan cihazların analog çıkışlarının özelliklerini dikkatlice incelemeniz ve pasif iseler, akım döngüsünü emprenye etmek için devreye harici bir güç kaynağı eklemeniz gerekir.

Şekil, 4-20 mA çıkışlı bir sensörün karşılık gelen bir girişe sahip bir sayaç regülatörüne bağlanmasının bir diyagramını göstermektedir. Sensör çıkışı pasif olduğu için harici bir güç kaynağı ile emprenye edilmesi gerekir.

Fiziksel bir miktarı ölçerken (sıcaklık, nem, gaz içeriği, pH, vb.), Sensörler değerini akım, voltaj, direnç, kapasite vb. (sensörün çalışma prensibine bağlı olarak). Sensörün çıkış sinyalini birleşik bir sinyale getirmek için normalize dönüştürücüler kullanılır.

Normalleştirici dönüştürücü, birincil dönüştürücünün sinyalini birleşik bir akım veya voltaj sinyaline getiren bir cihazdır.

Normalleştirici dönüştürücüye sahip bir sıcaklık sensörü şöyle görünür: