Stroomsignaalsystemen

Huidige bron

Door het gebruik van elektronische versterkers is het mogelijk om een ​​circuit te ontwerpen dat een constante hoeveelheid stroom afgeeft in plaats van een constante hoeveelheid spanning. Deze verzameling componenten staat gezamenlijk bekend als een huidige bron , en het symbool ziet er als volgt uit:

Een stroombron genereert zo veel of zo weinig spanning als nodig is over zijn leidingen om er een constante hoeveelheid stroom doorheen te produceren. Dit is precies het tegenovergestelde van een spanningsbron (een ideale batterij), die zo veel of zo weinig stroom zal leveren als nodig is door het externe circuit om de uitgangsspanning constant te houden.

Stroombronnen kunnen worden gebouwd als variabele apparaten, net als spanningsbronnen, en ze kunnen worden ontworpen om zeer nauwkeurige hoeveelheden stroom te produceren. Als een zenderapparaat zou worden geconstrueerd met een variabele stroombron in plaats van een variabele spanningsbron, zouden we een instrumentatiesignaalsysteem kunnen ontwerpen op basis van stroom in plaats van spanning:

De interne werking van de stroombron van de zender hoeft op dit moment geen probleem te zijn, alleen het feit dat de output varieert in reactie op veranderingen in de zweefstand, net zoals de potentiometeropstelling in het spanningssignaalsysteem de uitgangsspanning varieerde volgens de zweefstand .

Merk nu op dat de indicator een ampèremeter is in plaats van een voltmeter (de schaal is zoals altijd gekalibreerd in inches, feet of meters water in de tank). Omdat het circuit een serieconfiguratie is (rekening houdend met de kabelweerstanden), zal de stroom precies gelijk zijn door alle componenten. Met of zonder kabelweerstand is de stroom op de indicator precies hetzelfde als de stroom op de zender, en daarom is er geen fout opgetreden zoals bij een spanningssignaalsysteem. Deze zekerheid van nulsignaalverslechtering is een beslist voordeel van de huidige signaalsystemen voor overspanningssignaalsystemen.

De 4-20 mA stroomlus

De meest voorkomende stroomsignaalstandaard in modern gebruik is de 4 tot 20 milliampère (4-20 mA) lus, waarbij 4 milliampère staat voor 0 procent van de meting, 20 milliampère voor 100 procent, 12 milliampère voor 50 procent, enzovoort. Een handig kenmerk van de 4-20 mA-standaard is de gemakkelijke signaalconversie naar 1-5 volt aanwijsinstrumenten. Een eenvoudige precisieweerstand van 250 ohm die in serie is geschakeld met het circuit, produceert 1 volt daling bij 4 milliampère, 5 volt daling bij 20 milliampère, enz.:

Percentage van meting 4-20 mA-signaal 1-5 V-signaal 04.0 mA1.0 V105.6 mA1.4 V207.2 mA1.8 V258.0 mA2.0 V308.8 mA2.2 V4010.4 mA2.6 V5012.0 mA3.0 V6013.6 mA3.4 V7015.2 mA3 .8 V7516.0 mA4.0 V8016.8 mA4.2 V9018.4 mA4.6 V10020.0 mA5.0 V

De huidige lusschaal van 4-20 milliampère is niet altijd de standaard voor huidige instrumenten:er was ook een tijd een 10-50 milliampère standaard, maar die is inmiddels achterhaald. Een van de redenen voor de uiteindelijke suprematie van de 4-20 milliampère-lus was de veiligheid:met lagere circuitspanningen en lagere stroomniveaus dan bij 10-50 mA-systeemontwerpen, was er minder kans op persoonlijk schokletsel en/of het ontstaan ​​van vonken die ontsteken van ontvlambare atmosferen in bepaalde industriële omgevingen.

BEOORDELING:

• Een huidige bron is een apparaat (meestal opgebouwd uit verschillende elektronische componenten) dat een constante hoeveelheid stroom door een circuit voert, net zoals een spanningsbron (ideale batterij) die een constante hoeveelheid spanning naar een circuit stuurt.
• Een stroom "loop"-instrumentatiecircuit is gebaseerd op het serieschakelingsprincipe waarbij de stroom gelijk is door alle componenten om ervoor te zorgen dat er geen signaalfout optreedt als gevolg van bedradingsweerstand.
• De meest voorkomende analoge stroomsignaalstandaard in modern gebruik is de "stroomlus van 4 tot 20 milliampère".