proszę odnieść się do
w oprzyrządowaniu procesowym czujniki są używane do pomiaru wielkości fizycznych, takich jak ciśnienie, temperatura, przepływ itp. procesu. Czujnik generuje wyjście w postaci napięcia, które jest przesyłane do nadajnika dołączonego do czujnika. Nadajnik konwertuje sygnał napięciowy na sygnał prądowy. Zakres sygnału prądowego, który Nadajnik generuje na wyjściu, jest ustalany poprzez kalibrację nadajnika. Prawie wszystkie nadajniki, które są produkowane zgodnie z normami procesowymi przemysłowymi, mogą wytwarzać sygnał prądowy w zakresie 0 – 20mA lub w zakresie 4-20mA. Wszystko zależy od wyboru inżyniera, który kalibruje nadajnik, aby ustawić sygnał prądowy w dowolnym zakresie.
nadajniki są zazwyczaj urządzeniami zasilanymi w pętlę i zwykle dostarczane przez zasilanie 24VDC. Większość zastosowań przemysłowych wykorzystuje 2-przewodowe nadajniki zasilane pętlą, które zawierają sygnał prądu pętli i zasilanie w tych samych przewodach elektrycznych. Poniższy rysunek pokazuje, w jaki sposób zasilacz jest podłączony w pętli z sygnałem prądowym generowanym przez przetwornik ciśnienia, a następnie, w jaki sposób sygnał prądowy jest podawany do karty wejściowej sterownika.
Załóżmy, że płyn przechodzący przez rurociąg wywiera ciśnienie w zakresie 0-10 bar, a nadajnik jest skalibrowany tak, aby generował sygnał prądowy w zakresie 4-20mA; który jest proporcjonalny do ciśnienia wywieranego przez płyn na czujnik ciśnienia.
gdy nie ma płynu przepływającego przez rurociąg, żadne ciśnienie nie wywiera wpływu na czujnik, ale przetwornik ciśnienia nadal generuje sygnał prądowy 4mA na zaciskach wyjściowych. A jeśli ciśnienie wywierane na czujnik ciśnienia ma maksymalną skalibrowaną wartość 10 bar, Nadajnik generuje sygnał prądowy 20mA na zaciskach wyjściowych. Tak więc, jeśli żaden prąd nie przepływa przez przewód między zaciskami wyjściowymi nadajnika A kartą wejściową sterownika, można stwierdzić, że wystąpił błąd obwodu otwartego.
z drugiej strony, Załóżmy, że płyn przechodzący przez rurociąg wywiera ciśnienie w zakresie 0-10 bar, a nadajnik jest skalibrowany tak, aby generował sygnał prądowy w zakresie 0-20 mA. Gdy przez rurociąg nie przepływa płyn, Nadajnik generuje prąd 0mA na zaciskach wyjściowych. W tym przypadku niezwykle trudno byłoby zidentyfikować, że albo prąd 0mA wynika z obwodu otwartego nadajnika, albo z braku ciśnienia płynu. Dlatego, jeśli Nadajnik jest skalibrowany w celu generowania sygnału prądowego w zakresie 4-20mA, można łatwo wykryć usterki, takie jak otwarte obwody.
z powyższej ilustracji graficznej widać również, że jeśli prąd wyjściowy 4-20mA jest podawany do karty wejściowej dowolnego kontrolera, używamy rezystora 250 Ohm w ścieżce do konwersji tego sygnału prądowego na sygnał napięciowy w zakresie 1-5V. Standardowo ADC sterownika przetwarza tylko sygnały napięciowe, które znajdują się w zakresie 1-5V. Jest to kolejny powód do stosowania sygnału prądowego w zakresie 4-20mA.
dlatego najlepiej jest używać sygnału prądowego 4 – 20mA zamiast 0-20mA. Nie tylko ten zakres pomaga nam w wykrywaniu błędów obwodu otwartego, ale także łatwo jest ukryć ten sygnał w sygnale napięciowym 1-5 VDC, który będzie przetwarzany przez kartę wejściową większości kontrolerów.