دلیل استفاده از سیگنال جریان 4-20 mA به جای سیگنال ولتاژ

در این مطلب به مقایسه سیگنال ولتاز و سیگنال جریان 4-20 mA پرداخته ایم. و بیان کرده ایم که چرا سیگنال 4-20 mA را ترجیح می دهیم.

سیگنال های الکتریکی به دو روش می توانند منتقل شوند:

1. سیگنال جریان
2. سیگنال ولتاژ

سیگنال ولتاژ

اگر مسیر انتقال سیگنال ولتاژ طولانی باشد، در سیم های حامل سیگنال افت ولتاژ رخ می دهد. به همین دلیل ممکن است اختلاف ولتاژ بین پایانه فرستنده و پایانه گیرنده عدد بزرگی باشد. پس اگر پروسه خواندن اطلاعات و سیگنال ها به صورت ولتاژی صورت بگیرد در مسیر های طولانی دچار خطا های اندازه گیری می شویم. بنابراین  سیگنال ولتاژ به دلیل خطای بیشتر در اندازه گیری معمولا مورد استفاده قرار نمی گیرد.

سیگنال جریان

در نقطه مقابل سیگنال ولتاژ، سیگنال جریان تحت تاثیر افت ولتاژ در سیم ها قرار نمی گیرد. در انتقال سیگنال ها دقت اندازه گیری سیگنال جریان خیلی بهتر از سیگنال ولتاژ است. ترانسمیترهایی که برای کار های اتوماسیون ساخته می شوند می توانند خروجی 0-20 mA و یا 4-20 mA داشته باشند.
سیگنال 4-20 mA به سیگنال 0-20 mA ترجیح داده می شود چرا که سیم حامل سیگنال قطعی داشته باشد به راحتی با این سیگنال تشخیص داده می شود. اگر در ترانسمیتر 4-20 mA جریان صفر مشاهده شود، در خروجی یک سیگنال خطا خواهیم داشت.

سیگنال جریان می تواند تا مسافت 1000 متر را بدون خطا طی کند. و این یکی از ویژگی های مهم این نوع سیگنال است.

چرا سیگنال 4-20 mA ؟

ترانسمیتر به طور کلی با منبع تغذیه 24 ولتی به صورت حلقه تغذیه می شود. چنین ترانسمیتری را با نام ترانسمیتر دو سیمه می شناسند. سیگنال فرایند را می توان با یک آمپر متر که بصورت سری با منبع تغذیه 24 ولتی قرار گرفته است اندازه گرفت. پاسخ سیگنال جریان بسیار خطی تر از پاسخ سیگنال ولتاژ است و بنابراین سیگنال جریان ترجیح داده می شود.

 

مطلوب است سیگنالی که در ورودی سیستم کنترلی بازتولید می شود دقیقا همانی باشد که در پایانه ترانسمیتر تولید شده بود تا هر دو طرف مقادیر یکسانی را بخوانند و نمایش دهند. تداخلات الکترومغناطیسی و الکترواستاتیکی خارجی نباید روی سیگنال جریان تاثیر بگذارند چرا که می توانند باعث خطاهای قابل توجهی در اندازه گیری شوند.
مصونیت از نویز سیگنال جریان و سیگنال ولتاژ به امپدانس منبع بستگی دارد. سیگنال جریان در مقایسه با منبع ولتاژ، امپدانس پایینی را برای سنسور/ترانسمیتر فراهم می‌کند و بنابراین سیگنال جریان در برابر نویز ایمنی بهتری دارد.

سیگنال جریان 4-20 mA به علت توان کم برای محیط های خطرناک ایمن هستند و خطر شوک الکتریکی یا آتشسوزی ندارد.

سیگنال 4-20 mA با یک مقاومت 250 اهمی متصل به مدار ترانسمیترتغذیه می شود. این مقاومت سیگنال جریان را به سیگنال ولتاژ تبدیل می کند. و این سیگنال ولتاژ برای تبدیل به سیگنال دیجیتال توسط یک مبدل آنالوگ به دیجیتال که در ماژول ورودی آنالوگ سیستم DCS یا PLC قرار دارد به کار می رود.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

پیشنهاد موتور درایو برای یادگیری مباحث مربوط به ابزار دقیق مطالعه مقالات زیر است

1- سنسور القایی چیست؟ انواع و کاربردهای مختلف

2- گیج فشار ایندومارت INDUMART

3- ترمومتر ایندومارت INDUMART

4- نحوه کار گیج فشار

5- نحوه کار ترانسمیتر 4-20 میلی آمپر

6- اصول کار ترموستات

7- سیم بندی ترانسمیتر

8- دلیل استفاده از سیگنال جریان 4-20 mA به جای سیگنال ولتاژ

9- تفاوت بین دقت، تلرانس، عدم قطعیت و خطا

10- معنی اطلاعات روی صفحه گیج فشار

11- چرا دقت اندازه گیری RTD چهار سیمه از بقیه بیشتر است؟

12- لوله مویین چیست؟ مزیت ها و معایب

13- تفاوت ترانسمیتر و ترانسدیوسر چیست؟

14- دماسنج بی متال (ترمومتر)

15- ترموول چیست؟

16- مقایسه RTD و ترموکوپل : کدام یک برای نیاز شما مناسب تر است؟