Vòng lặp cái điện 4-20 mA : cảm biến là một phần không thể thiếu thốn của bất kỳ hệ thống đo lường và thống kê nào vị chúng giúp thay đổi các thông số trong nhân loại thực thành những tín hiệu năng lượng điện tử mà máy móc có thể hiểu được. Trong môi trường xung quanh công nghiệp, loại cảm ứng thường được thực hiện là Cảm biến chuyển Analog và cảm biến kỹ thuật số . Cảm biến đổi kỹ thuật số tiếp xúc với những giao thức sau 0 với 1 như USART, I2C, SPI, v.v. Và cảm biến Analog tất cả thể giao tiếp thông qua dòng điện thế đổi hoặc điện áp nỗ lực đổi . Nhiều người trong bọn họ chắc đã thân quen với các cảm biến xuất ra năng lượng điện áp biến đổi như LDR, cảm ứng khí MQ, cảm biến Flex, v.v … Các cảm ứng điện áp giống như này được phối kết hợp với bộ chuyển đổi điện áp thành dòng điện để đưa điện áp tựa như thành mẫu điện tựa như để trở thành cảm biến dòng điện trở thành đổi.

Bạn đang xem: Mạch tạo nguồn dòng 4-20ma

Cảm phát triển thành dòng thay đổi này tuân theo giao thức 4-20mA, nghĩa là cảm ứng sẽ xuất ra 4mA khi những giá trị đo bởi 0 cùng sẽ xuất ra 20mA khi cực hiếm đo là khủng nhất . Nếu cảm ứng đầu ra ngẫu nhiên thứ gì nhỏ dại hơn 4mA hoặc hơn thế 20mA, nó hoàn toàn có thể được xem là tình trạng lỗi. Cảm biến đổi xuất ra cái điện qua các dây xoắn đôi chất nhận được cả nguồn và tài liệu chỉ chạy qua 2 dây. Giá trị thấp tốt nhất hoặc ‘không’ là 4mA. Điều này là do tình huống trong kia khi cổng output bằng ko hoặc 4mA, nó vẫn rất có thể cấp nguồn mang lại thiết bị. Ngoài ra, vì biểu đạt được truyền dưới dạng loại điện đề xuất nó hoàn toàn có thể được nhờ cất hộ đi khoảng cách xa nhưng mà không lo ngại về sự sụt giảm điện áp vì điện trở dây hoặc về tài năng chống nhiễu.

Trong những ngành công nghiệp, hiệu chuẩn cảm ứng là một các bước thường xuyên, với để hiệu chỉnh hệ thống và cũng nhằm khắc phục các kết quả lỗi, kiểm tra vòng lặp cái điện được thực hiện. Trong nghiên cứu vòng lặp dòng điện, nó sử dụng một quá trình xác minh để kiểm soát sự đứt gãy trong mặt đường truyền thông. Nó cũng khám nghiệm dòng năng lượng điện đầu ra của sản phẩm phát. Trong dự án này, công ty chúng tôi sẽ chế tạo ra một bộ soát sổ vòng lặp cơ bạn dạng sử dụng một trong những thành phần được cho phép chúng tôi điều chỉnh bằng tay dòng năng lượng điện từ 4ma mang đến 20mA bằng phương pháp xoay một tách áp. Mạch này rất có thể được thực hiện như một cảm ứng giả để mô phỏng những chương trình hoặc để gỡ lỗi.

Yêu cầu về thành phần

Một bóng cung cấp dẫn PNP (BC557 được sử dụng) Một Op-Amp (JRC4558 được sử dụng) Điện trở 300k Điện trở 1k tách áp 50k 10 lượt. 100pF 16V 0,1uF 16V – 2 chiếc Điện trở 100R – dung sai 5% Đèn LED (Bất kỳ color nào) nguồn tích điện 5V Breadboard Trèo lên dây Đồng hồ nước vạn năng để đo chiếc điện

Chúng ta hãy coi xét các thành phần quan trọng đặc biệt được sử dụng trong dự án này. Trong hình dưới đây, bóng phân phối dẫn PNP, chân BC557 được hiển thị.

Bóng phân phối dẫn PNP BC557

Đây là một trong trong những bóng cung cấp dẫn PNP ba chân thông dụng nhất . BC557 là cặp NPN BC547 giống hệt nhau. Từ trái quý phái phải, các chân là Emitter, Base với Collector. Các bóng chào bán dẫn tương đương khác là BC556, BC327, 2N3906, v.v.

Các op-amp sử dụng ở chỗ này (JRC4558) theo sơ vật dụng pin tựa như như được sử dụng trong các loại không giống của op-amps. Pin 1, pin 2, sạc 3 được sử dụng cho một op-amp duy nhất cùng Pin 5, 6, 7 được áp dụng cho kênh khác. Bất kỳ kênh nào cũng rất có thể được thực hiện cho dự án công trình này. Chân vật dụng 8 là nguồn cung cấp tích rất và chân sản phẩm 4 là GND. Các JRC4558D Op-Amp được áp dụng cho dự án công trình này, nhưng lại op-amps khác cũng sẽ làm việc. Chẳng hạn như – TL072, LM258, LM358, v.v.

linh phụ kiện thứ 5 trong list là chiết áp 50k 10 turn của Bourns. Mã là 3590S-2-503L. Tuy nhiên, nó là 1 thành phần khá tốn kém. 10 Turn là cực tốt cho mục tiêu này, nhưng những chiết áp thường thì khác cũng hoạt động tốt. Sự biệt lập là độ sắc nét sẽ thấp hơn với chiết áp chung vì cho nên vì thế sự tăng hoặc giảm của nguồn hiện nay tại sẽ không còn được mượt mà. Trong dự án này, phân tách áp Bourns được sử dụng. Các sơ vật chân của Bourns chiết áp cạnh tranh hiểu hơn so cùng với pinouts phân tách áp chuẩn. Vào hình dưới đây, chốt trước tiên từ phía bên trái là chốt gạt . Fan ta cần phải cảnh giác khi kết nối chiết áp này trong bất kỳ ứng dụng nào.

Sơ vật mạch

Sơ vật dụng mạch hoàn chỉnh cho bộ kiểm tra vòng lặp cái điện 4-20mA được hiển thị mặt dưới.

Xem thêm: Anh Hùng Nhà Bên Tập 1 Vietsub, Neighborhood Hero, Anh Hùng Nhà Bên

Như bạn cũng có thể thấy, mạch khá 1-1 giản, nó gồm một op-amp điều khiển và tinh chỉnh một bóng bán dẫn. Dòng điện cổng đầu ra từ bóng cung cấp dẫn được đưa đến đèn LED, loại điện đầu ra này có thể biến hóa từ 0mA đến 20mA bằng cách thay đổi phân tách áp và hoàn toàn có thể đo bằng Ampe kế được liên kết như hình trên.

Op-amp làm việc đây được thiết kế để hoạt động như một nguồn dòng với đánh giá tiêu cực. Điện áp biến nguồn vào được cung cấp cho chân không hòn đảo ngược của Op-Amp bằng phương pháp sử dụng phân tách áp. Dòng điện đầu ra output tối nhiều (trong trường thích hợp này là 20mA) được thiết lập bằng phương pháp sử dụng điện trở được kết nối với chân đảo ngược của op-Amp. Bây giờ dựa vào điện áp được cung ứng cho chân không đảo ngược trường đoản cú nồi, op-amp vẫn phân cực bóng chào bán dẫn để chế tác nguồn loại điện không trở qua đèn LED. Dòng năng lượng điện không đổi này vẫn được bảo trì bất kể quý giá điện trở tải hoạt động như một nguồn cái điện. Loại bộ khuếch đại này được call là Bộ khuếch đại năng lượng điện dẫn . Mạch dễ dàng và đơn giản và có thể dễ dàng thi công trên bảng mạch như hình dưới đây.

Hoạt cồn của Vòng lặp cái điện 4-20 mA

Đèn LED tại chỗ này đóng phương châm là download và mạch vòng dòng điện đang hỗ trợ dòng điện cần thiết cho tải. Dòng sở hữu được cung ứng bởi BC557 được tinh chỉnh trực tiếp bởi op-amp 4558. Bên trên đầu vào lành mạnh và tích cực của bộ khuếch đại, một năng lượng điện áp tham chiếu vẫn được cung cấp bởi chiết áp. Tùy ở trong vào năng lượng điện áp tham chiếu, op-amp cung ứng dòng năng lượng điện phân cực đến đế của bóng cung cấp dẫn. Điện trở nối tiếp bổ sung cập nhật được chế tạo trên chiết áp để giới hạn năng lượng điện áp tham chiếu cũng như đầu ra của bộ khuếch đại, vì chưng đó tạo thành ranh giới từ bỏ 0mA đến 20mA. Thay đổi quý giá điện trở này cũng chuyển đổi ranh giới đầu ra output dòng điện về tối thiểu đến về tối đa.

Kiểm tra mạch

Khi mạch đã được xây dựng, hãy cấp nguồn mang đến nó bởi nguồn 5V được điều chỉnh. Tôi đã thực hiện bộ nguồn breadboard , tương tự như hầu như gì công ty chúng tôi đã kiến thiết trước đó để cung cấp nguồn cho mạch như hình dưới đây.

Lưu ý: Đối với điện trở 300k, hai điện trở được sử dụng thông liền 100k và 200k.

Để khám nghiệm mạch, tôi đã thực hiện một đồng hồ vạn năng ở chế độ Amp và kết nối những đầu dò của nó ráng cho ampe kế được hiển thị vào sơ đồ dùng mạch. Bạn có thể xem hướng dẫn sử dụng đồng hồ vạn năng này nếu không quen với đồng hồ đeo tay vạn năng. Khi tôi chuyển đổi chiết áp, giá trị chiếc trên đồng hồ vạn năng có thể nhận thấy biến đổi từ 4mA mang lại 20mA. Các Video có chuyển động hoàn chỉnh có thể được tìm thấy ở dưới cùng của này.

Các áp dụng của Vòng lặp chiếc điện 4-20 mA

Ứng dụng chính của máy kiểm tra vòng lặp chiếc 4-20mA là kiểm tra hoặc hiệu chỉnh các máy PLC nhận giao thức 4-20 mA và hỗ trợ dữ liệu tùy nằm trong vào nó. Do đó, câu hỏi hiệu chuẩn sai dẫn đến giá trị lỗi được PLC cảm nhận. Không chỉ hiệu chuẩn, mà lại còn là một trong quá trình dễ dãi để chất vấn sự cầm đứt vòng lặp mẫu điện.

Ứng dụng của mạch vòng mẫu 4-20mA bao gồm phạm vi không nhỏ trong khối hệ thống điều khiển và auto hóa công nghiệp. Chẳng hạn như lưu giữ lượng nước, vị trí van, cung cấp dầu và các cảm ứng liên quan cần thiết cho quy trình sản xuất đều sử dụng đường truyền 4-20 mA. Gỡ lỗi và tìm chứng trạng lỗi là một quá trình quan trọng vào ngành để tiết kiệm thời hạn và tiền bạc. Máy chất vấn vòng lặp chiếc điện 4-20 mA chính xác là một công cụ cần thiết để giải quyết và xử lý các vụ việc liên quan mang lại cảm biến. 

Hạn chế của Vòng lặp chiếc điện 4-20 mA

Mạch gồm những tinh giảm nhất định. Môi ngôi trường công nghiệp rất hà khắc hơn môi trường thiên nhiên trong phòng thí nghiệm. Do đó, mạch phải bao gồm các mạch đảm bảo an toàn khác nhau như bảo vệ ngắn mạch và bảo đảm an toàn chống đột nhiên biến trên tất cả đầu vào với đầu ra, phù hợp để thực hiện trong môi trường thiên nhiên công nghiệp.