Si prega di fare riferimento
Nella strumentazione di processo, i sensori vengono utilizzati per misurare grandezze fisiche come pressione, temperatura, flusso ecc. del processo. Il sensore genera l’uscita sotto forma di tensione che viene inviata al trasmettitore collegato al sensore. Il trasmettitore converte il segnale di tensione in segnale di corrente. La gamma di segnale di corrente che il trasmettitore genera in uscita viene decisa attraverso la calibrazione del trasmettitore. Quasi tutti i trasmettitori fabbricati su standard di processo industriale possono produrre segnali di corrente nell’intervallo 0 – 20mA o nell’intervallo 4-20mA. Tutto dipende dalla scelta di un ingegnere che calibra il trasmettitore per impostare il segnale di corrente in qualsiasi intervallo.
I trasmettitori sono generalmente dispositivi alimentati ad anello e di solito forniti tramite alimentazione 24VDC. La maggior parte delle applicazioni industriali utilizza trasmettitori alimentati ad anello a 2 fili che contengono il segnale di corrente ad anello e l’alimentazione agli stessi fili elettrici. La figura seguente mostra come l’alimentazione è collegata in loop con il segnale di corrente generato dal trasmettitore di pressione e, successivamente, come il segnale di corrente viene alimentato alla scheda di ingresso del controller.
Supponiamo che il fluido che passa attraverso la tubazione eserciti una pressione nell’intervallo 0-10 bar e che il trasmettitore sia calibrato per generare un segnale di corrente nell’intervallo 4-20mA; che è proporzionale alla pressione esercitata dal fluido sul sensore di pressione.
Quando non c’è fluido che scorre attraverso la tubazione, nessuna pressione esercita sul sensore, ma il trasmettitore di pressione genera ancora un segnale di corrente 4mA ai terminali di uscita. E se la pressione esercitata sul sensore di pressione è al suo valore massimo calibrato di 10 bar, il trasmettitore genera un segnale di corrente 20mA ai terminali di uscita. Quindi, se nessuna corrente scorre attraverso il filo tra i terminali di uscita del trasmettitore e la scheda di ingresso del controller, si può concludere che si è verificato l’errore del circuito aperto.
Dall’altro lato, supponiamo che il fluido che passa attraverso la tubazione eserciti una pressione nell’intervallo 0-10 bar e che il trasmettitore sia calibrato per generare un segnale di corrente nell’intervallo 0-20mA. Quando non c’è fluido che scorre attraverso la tubazione, il trasmettitore genera corrente 0mA ai terminali di uscita. In questo caso, sarebbe estremamente difficile identificare che la corrente 0mA è dovuta al circuito aperto del trasmettitore o è dovuta all’assenza di pressione del fluido. Quindi, se il trasmettitore è calibrato per generare segnale di corrente nell’intervallo di 4-20mA, i guasti come i circuiti aperti possono essere facilmente rilevati.
Si può anche vedere dall’illustrazione grafica di cui sopra che se 4-20mA corrente di uscita è alimentato alla scheda di ingresso di qualsiasi controller, usiamo 250 Ohm resistenza in percorso per convertire questo segnale di corrente in segnale di tensione di gamma 1-5 V. Come standard, l’ADC del controller elabora solo segnali di tensione nell’intervallo 1-5V.È un altro motivo per utilizzare il segnale di corrente nell’intervallo 4-20mA.
Quindi, è consigliabile utilizzare il segnale di corrente 4-20mA anziché 0-20mA. Non solo, questa gamma ci aiuta a rilevare i guasti a circuito aperto, ma diventa anche facile nascondere questo segnale nel segnale di tensione 1-5VDC che verrà elaborato dalla scheda di ingresso per lo più dei controller.