Стандартный сигнал от датчиков передается на автоматический прибор по каналу связи, состоящему из двух медных проводов. Автоматический прибор показывает и записывает стандартный входной сигнал 4 - 20 ма, характеризующий ход технологического процесса, обеспечивает сравнение сигнала рассогласования с заданной величиной и посылает сигнал рассогласования на регулирующее устройство.
Стандартный сигнал от датчиков передается на автоматический прибор по каналу связи, состоящему из двух медных проводов. Автоматический прибор показывает и записывает стандартный входной сигнал 4 - 20 мА, характеризующий ход технологического процесса, обеспечивает сравнение сигнала рассогласования с заданной величиной и посылает сигнал рассогласования на регулирующее устройство.
Стандартные сигналы и правила обмена информацией открывают широкие возможности для построения многомашинных систем, способных решать задачи управления крупными предприятиями в целом.
Стандартный сигнал - сигнал с нормированными характеристиками (параметрами), утвержденный как стандартный государственным или международным метрологическим органом.
Стандартный сигнал изображения должен иметь размах на стандартном входном полном сопротивлении (см. выше) минимум 1 в я максимум 2 5 в, когда сигнал содержит номинальное белое. Стандартный уровень звукового сигнала на входе должен быть 10 2 дб выше 1 мет.
Генераторы стандартных сигналов являются источниками значительно меньшей калиброванной мощности. Например Г4 - 16А, работающий в диапазоне 4 5 - 10 35 Ггц, имеет выходную мощность 2 - 10 - 8 - 10 мквт. Многие ГСС, работающие в диапазоне СВЧ (Г4 - 10А, Г4 - 32А и проч.
Генераторы стандартных сигналов тщательно экранируют, так как иначе а схему, исследуемую с помощью ГСС, при малых уровнях сигналов могли бы попадать колебания соизмеримой амплитуды не через выходное устройство ГСС, а вследствие индукции или излучения электромагнитного поля.
Блок-схема измерительного генератора высокой частоты (генератора сигналов, генератора стандартных сигналов. Генераторы стандартных сигналов характеризуются более высокой степенью точности калибровки выходного напряжения или мощности. Регулировка выходного напряжения или мощности производится в очень широких пределах: от 0 1 - 1 в до долей микровольта по напряжению и от единиц или долей ватта до 10 - 13 - 10 - 14 вт по мощности.
Генераторы стандартных сигналов (ГСС) в зависимости от диапазона частот генерируемых колебаний подразделяются на генераторы инфранизких частот (от 50 мкГц до 1 кГц) для проверки и регулирования автоматич. УЗ частот (от 20 Гц до 200 кГц) для калибровки и регулирования аппаратуры радиосвязи и гидроакустики; генераторы ВЧ (от 100 кГц до 100 МГц) для проверки и настройки приемопередающих радиотехнич.
Генератор стандартных сигналов через эквивалент антенны соединяется со входом приемника. Модуляция сигнала производится от отдельного звукового генератора. Параллельно громкоговорителю присоединяется измеритель звукового напряжения. При частоте модуляции 4СО ги, и коэффигиенте модуляции т0 3 вдиемник точно настраивается на частоту сигнала по максимуму выходного напряжения. При установке регулятора громкости на максимум уровень сигнала в цепи антенны регулируется так, чтобы выходное напряжение равнялось нормальному. Затем, изменяя частоту звукового генератора и поддерживая неизменным коэффициент модуляции т0 3, снимают зависимость выходного напряжения от частоты модуляции.
Генератор стандартных сигналов через эквивалент антенны соединяется со входом приемника. Модуля дия сигнала производится от отдельного звукового генератора. Параллельно громкоговорителю присоединяется измеритель звукового напряжения. При частоте модуляции 400 гц и коэффигиенте модуляции т0 3 приемник точно настраивается на частоту сигнала по максимуму выходного напряжения. При установке регулятора громкости на максимум уровень сигнала в цепи антенны регулируется так, чтобы выходное напряжение равнялось нормальному. Затем, изменяя частоту звукового генератора и поддерживая неизменным коэффициент модуляции т0 3, снимают зависимость выходного напряжения от частоты модуляции.
Генераторы стандартных сигналов применяются для измерения чувствительности радиоприемных устройств и отличаются сравнительно небольшой выходной мощностью.
Величина стандартного сигнала Х0 определяется критерием, положенным в основу синтеза решающего устройства.

Генератор стандартных сигналов Г4 - 1 предназначен для проверки и регулировки радиоаппаратуры.
Генератор стандартных сигналов Г4 - 5 применяют в качестве источника калиброванного напряжения синусоидальной формы высокой частоты при испытаниях и регулировке радиоаппаратуры. Прибор имеет следующие технические характеристики.
Генератор стандартных сигналов (например, ГСС-6), рабочие частоты которого включают в себя диапазон рабочих частот налаживаемого приемника.
Генератор стандартных сигналов (ГСС-6) служит для получения радиочастотных сигналов, калиброванных по частоте, напряжению несущей частоты и глубине модуляции.
Блок-схема сигнал-генератора типа Г4 - 7А. Генератор стандартных сигналов рассчитан для работы на нагрузку 75 ом. Если нагрузка во много раз превышает 75 ом, необходимо использовать нагрузочное сопротивление, входящее в комплект прибора. При изменении режима работы или частоты настройки изменяется выходное напряжение прибора. В этих случаях нужно корректировать установку выходного напряжения и нуля вольтметра.
Генераторы стандартных сигналов имеют более высокий класс точности, чем сигнал-генераторы.
Генератор стандартных сигналов связывается с испытываемым устройством через отрезок волновода, рупорную антенну или волноводно-коаксиальный переход.
Блок-схема генератора стандартных сигналов. Генератор стандартных сигналов состоит из следующих основных элементов (рис. 8 - 4): задающий генератор, буферный усилитель-модулятор, электрояный вольтметр для контроля уровня несущей, аттенюатор, генератор звуковой частоты и измеритель коэффициента модуляции.
Генераторы стандартных сигналов с частотной модуляцией предназначаются для измерения характеристик приемников частотно-модулированных сигналов УКВ диапазона.
Генераторы стандартных сигналов с преобразованием частоты обладают рядом существенных недостатков: 1) сложность схемы из-за наличия дополнительного вспомогательного генератора; 2) наличие нежелательных комбинационных частот на выходе смесителя; 3) трудности обеспечения надлежащей стабильности частоты у генераторов, работающих на относительно высоких частотах; 4) необходимость усиления по высокой частоте выходного напряжения для доведения его от единиц милливольт на выходе смесителя до величины порядка 1 в на входе аттенюатора.
Блок-схема для измерения частотной характеристики. Генератор стандартных сигналов и измеритель рекомендуется располагать по одной прямой с измерительной схемой и, по возможности, экранировать их дополнительными экранами. Генератор и измеритель должны питаться от зафильтрованной сети. Сопротивление R выбирается порядка 150 - 1000 ом, оно должно быть обязательно безындукционным.
Генератор стандартных сигналов Г4 - 37А предназначен для регулировки и на стройки различного рода радиоприемных устройств, питания измерительных ли-ний и антенн.

Генератор стандартных сигналов (ГСС) - генератор высокочастотных колебаний, частота и амплитуда которых могут изменяться в широких пределах и точно известны для каждого положения органов йвстропки.
Генератор стандартных сигналов (ГСС) - генератор ВЧ-колебаний, частота и амплитуда которых могут изменяться в широких пределах и точно известны для каждого положения органов настройки. Эти колебания могут быть модулированы с точно известной глубиной.
Схема измерения параметров приемника. Генератор стандартных сигналов (ГСС) соединяется с нходом приемника через эквивалент антенны. Схема эквивалента антенны для длинных, средних и коротких волн (ГОСТ 9783 - 61) приведена на рис. 13 - 12, а, а для СВЧ - на рис. 13 - 12 6, причем величина Яд должна быть равна волновому сопротивлению антенного фидера. Обычно ГСС диапазона СВЧ имеют выходное сопротивление, равное сопротивлению эквивалента антенны (вых - ЯА 50 - Т-70 ом), поэтому эквивалент антенны не нужен. Параллельно оконечному аппарату подключается измеритель выходного напряжения.
Генератор стандартных сигналов предназначен для электрической регулировки и испытания радиоприемников во время их ремонта. Он облегчает регулировку приемников и дает возможность измерять их основные электрические характеристики.
Блок-схема генератора типа ГСС-6. Генераторы стандартных сигналов (ГСС) применяются для всесторонней проверки качества работы и настройки аппаратуры, особенно ее высокочастотной части. В состав ГСС обычно входят: задающий генератор, модулируемый каскад, модулятор, делитель напряжения, измеритель напряжения несущей частоты и измеритель глубины модуляции.
Генератор стандартных сигналов (ГСС) - генератор высокочастотных колебаний, частота и амплитуда которых могут изменяться в широких пределах и точно известны для каждой настройки. Эти колебания могут быть модулированы с точно известной глубиной.
Генераторы стандартных сигналов имеют более высокие стабильность частоты и точность калибровки выходной мощности. Мощность на выходе генераторов стандартных сигналов меньше, чем мощность генераторов сигналов, однако они могут регулироваться по мощности в весьма широких пределах: от 10-и Вт до десятых долей ватта. Выходная мощность генераторов сигналов обычно составляет от единиц милливатта до долей ватта. В ММ диапазоне волн в настоящее время выпускаются только генераторы сигналов.
Превращение стандартных сигналов управления со стороны канала в сигналы управления, необходимые для данного устройства, происходит в устройстве управления. Сопряжение между этими двумя уровнями в системе ввода-вывода стандартизовано для всех каналов и носит название интерфейса ввода-вывода.
Внешний вид прибора типа ГСС-б. Генератор стандартных сигналов типа ГСС-6 (рис. 427) представляет собой переносный лабораторный прибор, предназначенный для получения синусоидальных колебаний высокой частоты в диапазоне от 100 кгц до 25 мггц.
Синхронизирующие импульсы полей полного ТВ сигнала без уравнивающих импульсов двойной строчной частоты. Форма стандартного сигнала телевизионного вещания многих стран Европы, Азии и Америки мало отличается от формы сигнала, принятого в СССР.
Форма сигнала от серого однородного монохромного поля за время передачи одной строки (включая строчные синхронизирующие импульсы.| Составляющие сигнала за время полного.
В стандартном сигнале, утвержденном Федеральной комиссией связи (США), имеющем передний и задний уступы та гасящем импульсе длительностью соответственно 1 3 и 4 6 мксек, синхронизирующие импульсы сдвинуты по отношению к цитру на 1 65 мксек, что соответствует фазовому ушу 2яга (1 65 / 63 5) радиан на n - й гармонике.
Пневматическое командное устройство.| Структурная схема временного устройства. При этом стандартный сигнал Р 1 5 кГ / см по цепи включающее реле 1р - фильтр Ф - дроссель Д поступает в пневматическую емкость Fco, реле сброса 2р и реле Зр. Под действием давления рабочей среды перемещается шток пневмоцилин-цра и связанный с ним затвор зерносушилки. При открытии затвора осуществляется выпуск просушенного зерна. В начальный момент движения затвора отключается конечный выключатель ВП2 и воздух из пневматической емкости FCO через реле 2р сбрасывается в атмосферу.
Используя генератор стандартных сигналов как память частоты, уточните результат, измеряя частоту генератора при помощи электронного частотомера.
Особенностью генераторов стандартных сигналов является тщательная экранировка их высокочастотных элементов и приборов в целом. Это делается для предотвращения излучения энергии высокой частоты помимо выходного устройства.
Схема генератора стандартных сигналов (рис. 428) состоит из следующих основных элементов: генератора высокой частоты, генератора модулирующей частоты, измерителя уровня выходного напряжения, измерителя коэффициента глубины модуляции и выпрямителя.
Схема генератора стандартных сигналов (рис. 432) состоит аз следующих основных элементов: генератора высокой частоты, импульсно-модулящюнного блока, вольтметра и блока питания.
Измерительный генератор стандартных сигналов с амплитудной модуляцией Г4 - 1А предназначен для проверки и регулировки приемных устройств диапазона длинных, средних и коротких волн, а также для различных измерений, требующих сигнала калиброванного по частоте, напряжению и глубине модуляции. Генератор типа Г4 - 1А отличается от выпускавшегося ранее генератора стандартных сигналов ГСС-6А тем, что имеет несколько меньшую погрешность установки выходного напряжения.
Блок-схема ГСС с умножением частоты. В генераторах стандартных сигналов с амплитудной и частотной модуляцией предусматриваются обычно три основных рода работы: незатухающими колебаниями, с амплитудной модуляцией и с частотной модуляцией. Поскольку при амплитудной и частотной модуляции используется общий высокочастотный тракт и один и тот же модулирующий генератор звуковой частоты, то расширение эксплуатационных возможностей ГСС достигается при незначительном усложнении его схемы и конструкции.
В генераторах стандартных сигналов, предназначенных для измерения характеристик приемников импульсных сигналов, предусматривается импульсная модуляция кратковременными импульсами длительностью от долей микросекунд до нескольких миллисекунд. В сантиметровом диапазоне градуировка выхода ГСС производится обычно в единицах мощности и контроль уровня несущей осуществляется главным образом с помощью тер-мисторного измерителя мощности.
Упрощенная структурная схема генератора на биениях. В генераторах стандартных сигналов предусматривается возможность получения амплитудной модуляции за счет использования как внешнего, так и внутреннего источников напряжения.
Схема трансформаторного выхода низкочастотного генератора.| Схема омического выхода низкочастотного генератора. Различают генераторы стандартных сигналов и генераторы сигналов. Генераторы стандартных сигналов (ГСС) являются маломощными источниками незатухающих и модулированных колебаний, калиброванных по частоте, параметрам модулирующего сигнала и выходному напряжению.

Настройку генератора стандартных сигналов точно на частоту исследуемой станции производят аналогично описанному выше, и регулировкой напряжения, подаваемого с ГСС, добиваются прежних показаний индикатора И.
Звуковой генератор стандартных сигналов типа 101 - И представляет собой одну из наиболее современных моделей генераторов как по точности установочных данных, так и по возможностям регулировки. Обладая сравнительно широким диапазоном частот, он может быть использован для изучения частотных характеристик усилителей низкой частоты; регулировка же выходного напряжения в пределах от 1 до 10 - 6 в обеспечивает возможность снятия амплитудных характеристик усилителей с большим коэффициентом усиления.
Схема генератора стандартных сигналов типа ГСС-8 (рис. 430) состоит из следующих основных узлов: блока высокой частоты, системы делителей напряжения, модуляторного устрой ства, вольтметра, измерителя глубины модуляции и питающего устройства.

Стандарты на аналоговые сигналы

Для аналоговых сигналов наиболее распространены стандартные диапазоны постоянного напряжения -10..+10В и 0..+10В и постоянного тока 0..20мА и 4..20мА. Теоретически нет ограничений на эти сигналы.

В цифровых системах аналоговый сигнал преобразуется в дигитальный. После вычисления управляющего воздействия в микропроцессоре PLC дигитальная величина преобразуется обратно в аналоговую.

Входные сигналы от датчиков очень различны – от нескольких мВ (термопары) до сотен В (тахометры). Есть величины постоянного тока, переменного, и даже сопротивление.

Сигнал от сенсора преобразуется преобразователем в стандартный и подаётся на вход аналогового модуля.

Аналоговые сигналы - низкого уровня и поэтому подвержены электрической интерференции или шуму. Сигнал, представленный электрическим током, меньше подвержен шумам, поэтому обычно используется токовая цепь. Ток может быть преобразован в напряжение на балластном резисторе 250 Ом.

Общий стандарт – аналоговый сигнал представлен как ток в пределах 4 – 20 мА, где 4 – низкий уровень сигнала и 20мА – высокий уровень сигнала.

Пример

Датчик давления даёт сигнал 4 – 20 мА, представляющий диапазон 0 – 10 бар. Рассчитать, какой ток соответствует измеряемому давлению 8 бар. Какое напряжение на балластном резисторе 250 Ом соответствует этому измеряемому давлению? По формуле

находим ток и затем напряжение по закону Ома.

Смещение 4мА (offset) в качестве «0» имеет следующие цели:

а) Защита от повреждения датчика или кабеля. Если датчик не работает или кабель поврежден, или к.з., то тока через балластный резистор нет и напряжение на нём «0». Это может быть определено и использовано, напрмер, для выдачи тревоги «отказ датчика».

в) Смещение 4мА ещё просто инсталлировать. Предполагается, что датчик имеет локальный источник питания и питается токовым сигналом. Но проще и чаще применяется 2-х проводное соединение. Здесь источник питания (24 – 30В) вмонтирован локально в принимающий прибор. И линия сигнала служит и для для питания датчика, и для передачи тока. Датчик получает ток 4 – 20 мА от источника согласно измеряемому сигналу. Ток преобразуется в напряжение на резисторе. 4мА – это ток, необходимый датчику для сохранения работы. Датчик с 0 –20 мА не может работать так.

При автоматизации технологических процессов используются различные датчики и исполнительные устройства. И те и другие так или иначе связаны с контроллерами или модулями ввода/вывода, которые получают от датчиков измеренные значения физических параметров и управляют исполнительными устройствами.

Представьте, что все устройства, присоединяемые к контроллеру имели бы различные интерфейсы — тогда производителям пришлось бы «плодить» огромное количество модулей ввода-вывода, а для того, чтобы заменить, например, неисправный датчик, нужно было бы искать точно такой же.

Именно поэтому, в системах промышленной автоматики принято унифицировать интерфейсы различных устройств.

В этой статье мы расскажем об унифицированных аналоговых сигналах. Поехали!

Унифицированные аналоговые сигналы

С аналоговыми сигналами мы имеем дело при измерении любых физических величин (температуры, влажности, давления и т.д.), а так же при непрерывном управлении исполнительными устройствами (регулирование скорости вращения двигателя с помощью преобразователя частоты; управление температурой с помощью нагревателя и т.д.).

Во всех перечисленных и им подобных случаях используются аналоговые (непрерывные) сигналы.

В контроллерном оборудовании в подавляющем большинстве случаев используются два типа аналоговых сигналов: токовый 4-20 мА и сигнал напряжения 0-10 В.

Унифицированный сигнал напряжения 0-10 В

При использовании этого типа сигнала для получения информации с датчика весь его (датчика) диапазон делится на диапазон напряжения 0-10 В. Например, датчик температуры имеет диапазоны -10…+70 °С. Тогда при -10 °С на выходе датчика будет 0 В, а при +70 °С — 10 В. Все промежуточные значения находятся из пропорции.

Это же верно для любого другого устройства. Например, если аналоговый выход частотного преобразователя настроен на передачу текущей скорости вращения двигателя — тогда 0 В у него на выходе означает, что двигатель остановлен, а 10 В, что двигатель крутится на максимальной частоте.

Управление сигналом 0-10 В

С помощью унифицированного сигнала напряжения можно не только получать данные о физических величинах, но и управлять устройствами. Например, можно привести в нужное положение, изменить скорость вращения электродвигателя через частотный преобразователь или мощность нагревателя.

Возьмём для примера электродвигатель, частотой вращения которого управляет частотный преобразователь.

Частоту вращения двигателя задаёт контроллер сигналом 0-10 В, приходящим на аналоговый вход частотника.Частота вращения двигателя двигателя может быть от 0 до 50 Гц. Тогда, если в соответствии с алгоритмом контроллер собирается раскрутить двигатель на 25 Гц, он должен подать на вход частотника 5В.

«Токовая петля»: унифицированный аналоговый сигнал 4-20 мА

Аналоговый сигнал 4-20 мА (ещё называют «токовая петля») так же как сигнал напряжения 0-10 В используется в автоматике для получения информации от датчиков и управления различными устройствами.

По сравнению с сигналом 0-10 В сигнал 4-20 мА имеет ряд преимуществ:

• Во-первых, токовый сигнал можно передать на большие расстояния в сравнении с сигналом 0-10 В, в котором происходит падение напряжения на длинной линии, обусловленное сопротивлением проводников.
• Во-вторых, легко диагностировать обрыв линии, т.к. рабочий диапазон сигнала начинается от 4 мА. Поэтому если на входе 0 мА — значит на линии обрыв.

Управление сигналом 4-20 мА

Управление различными устройствами с помощью токового сигнала ничем не отличается от управления с помощью сигнала напряжения. Только в данном случае нужен уже источник не напряжения, а тока.

Если устройство имеет управляющий вход 4-20 мА, то таким устройством может управлять контроллер или другое интеллектуальное устройство, имеющее соответствующий выход.

Например, мы хотим плавно открывать вентиль, имеющий электропривод со входом 4-20 мА. Если подать на вход сигнал тока 4 мА, тогда вентиль будет полностью закрыт, а если подать 20 мА — полностью открыт.

Активный и пассивный аналоговый выход 4-20 мА

Зачастую аналоговый выход датчика, контроллера или другого устройства — пассивный, то есть не может являться источником тока без внешнего питания. Поэтому при проектировании схемы автоматики нужно внимательно изучить характеристики аналоговых выходов используемых устройств, и если они пассивные — добавить в схему внешний источник питания для пропитки токовой петли.

На рисунке представлена схема подключения датчика с выходом 4-20 мА к измерителю-регулятору с соответствующим входом. Поскольку выход датчика пассивный — требуется его пропитка внешним блоком питания.

При измерении физической величины (температуры, влажности, загазованности, pH и др.) датчики преобразуют её значение в ток, напряжение, сопротивление, ёмкость и т.д. (в зависимости от принципа работы датчика). Для того, чтобы привести выходной сигнал датчика к унифицированному сигналу используют нормирующие преобразователи.

Нормирующий преобразователь — устройство, приводящее сигнал первичного преобразователя к унифицированному сигналу тока или напряжения.

Так выглядит датчик температуры с нормирующим преобразователем:

И з предыдущих разделов ясно, что не подвергнутые обработке сигналы от весьма разнообразны и диапазон их изменения простирается от нескольких милливольт (для термопары) до более чем сотни вольт для тахогенератора. Кроме того, они могут быть вызваны изменениями напряжения постоянного тока, переменного тока или даже сопротивления. Поэтому совершенно очевидно, что если аналоговые входные платы лишь в диапазоне сигналов, то необходимо использовать некоторую .

В происхождение входного сигнала можно представить так, как показано на рис. 4.13. Первичный сигнал от датчика на месте преобразуется в стандартный сигнал , а совокупность датчика и этого устройства называется передатчиком или . После этого стандартизированный сигнал, несущий информацию об измеряемой переменной , может быть подан на обычную аналоговую входную плату.

Возникает естественный вопрос: каким должен быть этот стандартизированный сигнал? Аналоговые сигналы - это сигналы низкого уровня и поэтому подвержены помехам (или шумам, как их чаще всего называют). Сигнал, представленный электрическим током, менее подвержен влиянию шумов, чем сигнал, представленный напряжением, поэтому обычно выбирается токовый контур. Преобразователь и принимающее устройство соединяются по схеме, изображенной на рис. 4.14, причем токовый сигнал на приемной стороне преобразуется в напряжение при помощи балластного резистора. Токовый контур можно использовать с несколькими приемными устройствами (это могут быть, например, измерительный прибор, диаграммный самописец или вход ПЛК), соединенными последовательно.

Самый распространенный стандарт представляет аналоговый сигнал в виде тока с диапазоном изменения 4-20 мА, где 4мА минимальному уровню сигнала, а 20 мА - максимальному. Если, например, преобразователь давления дает сигнал 4-20 мА, представляющий давление в диапазоне 0-10 бар, то давлению 8 бар будет соответствовать тока 8 х (20 - 4)/10 + 4 = 16.8 мА. Сигнал 4-20 мА часто с помощью балластного резистора величиной 250 Ом преобразуется в сигнал 1 -5 В.

«Нулевой» сигнал 4 мА (называемый смещением) предназначен для двух целей. Во-первых, он используется как от повреждений преобразователя или кабельного шнура. Если происходит преобразователя или обрыв шнура или же в линии связи возникает короткое замыкание, то ток через балластный резистор будет равен нулю, что соответствует «отрицательному» сигналу 0 В на приемной стороне. Это может быть очень легко обнаружено и использовано как аварийный сигнал «неисправность преобразователя».

Ток смещения 4 мА также упрощает компоновку . На рис. 4.14 предполагалось, что преобразователь имел местный ис-

Рис. 4.15. Двухпроводным преобразователь 4-20 мА

точник питания и обеспечивал токовый сигнал. Подобная компоновка возможна, но более распространенной (и более простой) является схема, изображенная на рис. 4.15. Здесь источник питания (обычно 24-30 В постоянного тока) помещается на стороне приемного устройства, а сигнальные линии служат как для питания преобразователя, так и для передачи тока. Преобразователь отбирает от источника питания ток в диапазоне 4-20 мА в соответствии с измеряемым сигналом. Этот ток, как и раньше, преобразуется в напряжение с помощью балластного резистора.

Смещение в 4 мА обеспечивает ток, необходимый преобразователю для его нормальной работы. Очевидно, этого нельзя добиться, если диапазон сигнала будет составлять 0-20 мА. Преобразователи, включаемые по схеме рис. 4.15, обычно называются двухпроводными.

Аналоговые сигналы:

0…5 В;

0…10 В;

0…20 мА

4…20 мА,

токовая петля. Дискретные сигналы:

сигналы TTL-уровня с диапазоном 0…5 В;

сигналы TTL-уровня с диапазоном 0…24 в.

Тоо́ковая петляо́

Тоо́ковая петляо́ Current(Loop) - способ передачи информации с помощью измеряемых значенийсилы электрического тока .

Принцип работы токовой петли это дифференциальная пара

Для задания измеряемых значений тока используется, как правило, управляемый источник тока . По виду передаваемой информации различаютсяаналоговая токовая петля ицифровая токовая петля .

Токовая петля может использоваться на значительных расстояниях (до нескольких километров). Для защиты оборудования применяется гальваническая развязка на оптоэлектронных приборах, напримероптронах .

Основное преимущество токовой петли -точность не зависит от длины и сопротивления линии передачи, поскольку управляемый источник тока будет автоматически поддерживать требуемый ток в линии. Схема позволяет запитывать датчик непосредственно от линии передачи. Несколько приемников можно соединятьпоследовательно , источник тока будет поддерживать требуемый ток во всех одновременно

Принцип действия "токовой петли"

В качестве линии передачи обычно используется экранированная витая пара, которая совместно с дифференциальным приемником позволяет ослабить индуктивную и синфазную помеху.

Стандарт 4-20 мА

логическому уровню "1" соответствует ток в линии от 4 до 20 мА протекающий в ПРЯМОМ направлении

логическому уровню "0" соответствует ток в

линии от 4 до 20 мА протекающий в ОБРАТНОМ направлении.

При токе ниже 4 мА приемник и передатчик обнаруживают ошибку "ОБРЫВ ЛИНИИ".

При токе выше 20 мА передатчик обнаруживает ошибку "КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ЛИНИИ".

Согласование сигналов

Усиление/ Для достижения наибольшей точности максимальный диапазон напряжения в усиленном сигнале должен равняться максимальному входному диапазону АЦП.

Фильтрация –удаление ненужных составляющих из измеряемого сигнала.

Питание – питание для параметрических датчиков, таких как датчики деформаций, термисторы и терморезисторы.

Линеаризация – учет нелинейности отклика

Следует чётко понимать природу измеряемого сигнала, конфигурацию, в которой производятся измерения и воздействие, которое может оказывать окружающая среда. Основываясь на этой информации, можно определить, нужно ли использовать модули согласования сигнала в данной системе сбора данных или нет.