دستگاه‌ها و ابزارها: 【سؤال هفتگی】 هفته ۲۳ سال ۲۰۱۱: تفاوت بین سیگنال جریان ۴–۲۰ میلی‌آمپر و سیگنال ولتاژ ۱–۵ ولت چیست؟

آخرین بار، این پست توسط denghl در تاریخ ۲۱-۱۲-۲۰۱۲ ساعت ۲۱:۱۳ ویرایش شد. سیگنال جریان ۴-۲۰ میلی‌آمپر برای انتقال از فاصله‌های دور مناسب است؛ در حالی که سیگنال ولتاژ ۱-۵ ولت برای ارتباطات در دستگاه‌های الکترونیکی مناسب است. با استفاده از تنظیم‌کننده سیگنال MHM-04B، می‌توان سیگنال‌ها را تبدیل و منتقل کرد.

آخرین بار، این پست توسط denghl در تاریخ ۲۱-۱۲-۲۰۱۲ ساعت ۲۱:۱۴ ویرایش شد. در سیستم انتقال ۴-۲۰MA هیچ کاهش فشاری وجود ندارد؛ همچنین می‌توان چندین دستگاه اندازه‌گیری را با ولتاژ ۱-۵V به صورت موازی در اتاق کنترل استفاده کرد

آخرین بار، این پست توسط denghl در تاریخ ۲۱-۱۲-۲۰۱۲ ساعت ۲۱:۱۵ ویرایش شد. استاندارد سیگنال ۴-۲۰mA.DC(1-5V.DC)، استانداردی برای سیگنال‌های آنالوگ در سیستم‌های کنترل فرآیند، توسط کمیته بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) تعیین شده است. کشور ما از نوع دستگاه‌های اندازه‌گیری الکتریکی DDZ-Ⅲ، شروع به استفاده از این سیستم سیگنالینگ بین‌المللی کرده است؛ در این سیستم، سیگنال‌ها با استفاده از جریان ۴-۲۰ میلی‌آمپر DC منتقل می‌شوند و سیگنال‌های ارتباطی نیز با استفاده از ولتاژ ۱-۵ ولت DC ارسال می‌گردند؛ یعنی از سیستمی استفاده می‌شود که در آن جریان برای انتقال سیگنال‌ها و ولتاژ برای دریافت آن‌ها به کار می‌رود. مزایای این سیستم سیگنال‌دهی عبارتند از: دستگاه‌های اندازه‌گیری در محل می‌توانند از سیستم دو‌سیمی استفاده کنند؛ به اصطلاح سیستم دو‌سیمی به این معناست که منبع تغذیه و بار به صورت سری به هم متصل شده‌اند و یک نقطه مشترک دارند، در حالی که ارتباط سیگنالی و تأمین انرژی بین فرستنده‌های موجود در محل و دستگاه‌های اندازه‌گیری در اتاق کنترل، تنها با استفاده از دو سیم انجام می‌شود. زیرا جریان نقطه شروع سیگنال ۴ میلی‌آمپر DC است که جریان کاری استاتیک برای ترانسمیتر را فراهم می‌کند؛ در عین حال، صفر الکتریکی دستگاه نیز ۴ میلی‌آمپر DC است و با صفر مکانیکی همپوشانی ندارد. این «صفر پویا» به تشخیص خرابی‌هایی مانند قطع برق و قطع سیم کمک می‌کند. علاوه بر این، سیستم دو‌خطه استفاده از محافظ‌های ایمنی را نیز آسان می‌کند و به ایمنی و عدم انفجار کمک می‌نماید. دستگاه‌های اندازه‌گیری موجود در اتاق کنترل، از سیستم انتقال سیگنال موازی ولتاژ برای ارتباط استفاده می‌کنند؛ دستگاه‌های مربوط به یک سیستم کنترل، دارای نقاط مشترکی هستند که این امر باعث تسهیل همکاری آن‌ها با دستگاه‌های اندازه‌گیری، دستگاه‌های تنظیم، کامپیوترها و دستگاه‌های هشداردهنده می‌شود؛ همچنین این امر کار اتصال سیم‌ها را نیز آسان‌تر می‌کند. دلیل استفاده از سیگنال ۴-۲۰ میلی‌آمپر DC برای ارتباط بین دستگاه‌های اندازه‌گیری در محل و دستگاه‌های کنترل، این است که فاصله بین محل اجرا و اتاق کنترل نسبتاً زیاد است و مقاومت سیم‌های اتصال نیز بالاست. در صورت استفاده از سیگنال‌های ولتاژی برای انتقال سیگنال، به دلیل مقاومت سیم‌ها و تقسیم ولتاژ توسط مقاومت ورودی دستگاه‌های گیرنده، خطاهای قابل توجهی ایجاد می‌شود. اما با استفاده از سیگنال‌های جریان مستقیم، تا زمانی که مسیر انتقال سیگنال دارای شاخه نباشد، جریان در مدار تغییر نخواهد کرد و بدین ترتیب دقت انتقال سیگنال حفظ می‌شود. دلیل استفاده از سیگنال‌های ارتباطی بین دستگاه‌های اندازه‌گیری در اتاق کنترل با ولتاژ ۱-۵ ولت DC، این است که به این ترتیب، چندین دستگاه اندازه‌گیری می‌توانند سیگنال یکسانی را دریافت کنند؛ همچنین این روش به اتصال سیم‌ها و ساخت سیستم‌های کنترلی پیچیده کمک می‌کند. اگر از یک منبع جریان برای سیگنال ارتباطی استفاده شود، هنگامی که چندین دستگاه اندازه‌گیری یک سیگنال را دریافت می‌کنند، مقاومت‌های ورودی آن‌ها باید به صورت سری به هم متصل شوند؛ این امر باعث می‌شود که حداکثر مقاومت بار از توان پذیرش بار توسط دستگاه اندازه‌گیری فراتر رود. همچنین، پتانسیل سمت منفی سیگنال در هر دستگاه اندازه‌گیری متفاوت است که منجر به ایجاد نویز می‌شود؛ علاوه بر این، امکان تأمین انرژی متمرکز برای تمام دستگاه‌ها وجود ندارد. با استفاده از سیگنال‌های منبع ولتاژ برای ارتباط، سیگنال‌های جریان مورد استفاده برای ارتباط با دستگاه‌های اندازه‌گیری در محل، باید به سیگنال‌های ولتاژ تبدیل شوند. ساده‌ترین روش این است که یک مقاومت استاندارد ۲۵۰ اهم را در مسیر انتقال جریان قرار داد تا جریان ۴-۲۰ میلی‌آمپر DC به ولتاژ ۱-۵ ولت DC تبدیل شود؛ معمولاً این کار توسط دستگاه‌های توزیع سیگنال انجام می‌شود.

آخرین بار، این پست توسط denghl در تاریخ ۲۱-۱۲-۲۰۱۲ ساعت ۲۱:۱۶ ویرایش شد. برای انتقال سیگنال‌های ارتباطی بین دستگاه‌های اندازه‌گیری موجود در محل کار و اتاق کنترل، از سیگنال‌های ۴-۲۰ میلی‌آمپر DC استفاده می‌شود؛ زیرا فاصله بین محل کار و اتاق کنترل نسبتاً زیاد است و مقاومت خطوط انتقال نیز بالاست. در صورت استفاده از سیگنال‌های ولتاژی، به دلیل وجود مقاومت خطوط، تغییرات قابل توجهی در ولتاژ ایجاد می‌شود و در نتیجه خطاهای زیادی رخ می‌دهد. اما با استفاده از سیگنال‌های جریانی، تا زمانی که مسیر انتقال دارای شاخه‌هایی نباشد، جریان در مسیر تغییر نخواهد کرد؛ بنابراین دقت انتقال سیگنال حفظ می‌شود. استفاده از سیگنال‌های ۱ تا ۵ ولت DC بین دستگاه‌های اندازه‌گیری در اتاق کنترل، به منظور تسهیل دریافت یک سیگنال مشترک توسط چندین دستگاه اندازه‌گیری، و همچنین برای تسهیل کارهای اتصالات و ایجاد سیستم‌های کنترلی پیچیده است. اگر از جریان الکتریکی به عنوان سیگنال ارتباطی استفاده شود، هنگامی که چندین دستگاه اندازه‌گیری همزمان یک سیگنال را دریافت می‌کنند، مقاومت‌های ورودی آن‌ها باید به صورت سری به هم متصل شوند. این امر باعث می‌شود که حداکثر مقاومت بار از توان پذیرش بار توسط دستگاه اندازه‌گیری فراتر رود. همچنین، پتانسیل سمت منفی سیگنال در هر دستگاه اندازه‌گیری متفاوت است که منجر به ایجاد نویز می‌شود؛ علاوه بر این، امکان تأمین توان به صورت متمرکز وجود ندارد.

هر دو سیگنال‌های آنالوگ هستند؛ سطح ولتاژ مورد نیاز باید ۱ تا ۵ ولت باشد

۴–۲۰ میلی‌آمپر در کنترل‌های صنعتی بیشترین کاربرد را دارد و از نظر مقاومت در برابر اختلالات، قدرتمندترین گزینه است. از آنجایی که خروجی، جریان الکتریکی است، به توان مشخصی نیاز دارد؛ در حالی که توان اختلالات معمولی بسیار کم است و ایجاد اختلال در چنین انتقالی بسیار دشوار است. انتقال ولتاژ معمولاً در محصولات الکترونیکی استفاده می‌شود؛ مزیت آن مصرف توان پایین است، اما البته قدرت مقاومت در برابر اختلالات کمتر است. ویژگی اصلی نویزهای کامپان‌مود و سری‌مود این است که هر دو از طریق سیم‌های تغذیه یا سیم‌های سیگنال به اجزای مرتبط منتشر می‌شوند؛ استفاده از فیلترهای پاس‌باز، روش رایجی برای کاهش نویزهای فرکانس بالا است

آخرین بار، این پست توسط denghl در تاریخ ۲۱-۱۲-۲۰۱۲ ساعت ۲۱:۱۸ ویرایش شد. دلیل استفاده از سیگنال‌های ۴-۲۰ میلی‌آمپر DC برای ارتباط بین دستگاه‌های اندازه‌گیری در محل و دستگاه‌های کنترل، این است که فاصله بین محل انجام کار و اتاق کنترل نسبتاً زیاد است؛ در نتیجه مقاومت سیم‌های اتصال نیز بالا می‌باشد. اگر از سیگنال‌های ولتاژی برای انتقال سیگنال استفاده شود، به دلیل مقاومت سیم‌ها و تقسیم ولتاژ توسط مقاومت ورودی دستگاه‌های دریافت‌کننده، خطاهای قابل توجهی ایجاد می‌شود. اما با استفاده از سیگنال‌های جریان مستقیم، تا زمانی که مسیر انتقال سیگنال دارای شاخه نباشد، جریان در مسیر تغییر نخواهد کرد؛ بنابراین دقت انتقال سیگنال حفظ می‌شود. دلیل استفاده از سیگنال‌های ارتباطی بین دستگاه‌های اندازه‌گیری در اتاق کنترل با ولتاژ ۱-۵ ولت DC، این است که به این ترتیب، چندین دستگاه اندازه‌گیری می‌توانند سیگنال یکسانی را دریافت کنند؛ همچنین این روش به اتصال سیم‌ها و ساخت سیستم‌های کنترلی پیچیده کمک می‌کند. اگر از یک منبع جریان برای سیگنال ارتباطی استفاده شود، هنگامی که چندین دستگاه اندازه‌گیری یک سیگنال را دریافت می‌کنند، مقاومت‌های ورودی آن‌ها باید به صورت سری به هم متصل شوند؛ این امر باعث می‌شود که حداکثر مقاومت بار از توان پذیرش بار توسط دستگاه اندازه‌گیری فراتر رود. همچنین، پتانسیل سمت منفی سیگنال در هر دستگاه اندازه‌گیری متفاوت است که منجر به ایجاد نویز می‌شود؛ علاوه بر این، امکان تأمین انرژی متمرکز برای تمام دستگاه‌ها وجود ندارد. با استفاده از سیگنال‌های منبع ولتاژ برای ارتباط، سیگنال‌های جریان مورد استفاده برای ارتباط با دستگاه‌های اندازه‌گیری در محل، باید به سیگنال‌های ولتاژ تبدیل شوند. ساده‌ترین روش این است که یک مقاومت استاندارد ۲۵۰ اهم را در مسیر انتقال جریان قرار داد تا جریان ۴-۲۰ میلی‌آمپر DC به ولتاژ ۱-۵ ولت DC تبدیل شود؛ معمولاً این کار توسط دستگاه‌های توزیع سیگنال انجام می‌شود.

آخرین بار، این پست توسط denghl در تاریخ ۲۱-۱۲-۲۰۱۲ ساعت ۲۱:۱۹ ویرایش شد. سیگنال جریان ۴-۲۰ میلی‌آمپر برای انتقال از فاصله‌های دور مناسب است؛ در حالی که سیگنال ولتاژ ۱-۵ ولت برای ارتباطات در دستگاه‌های الکترونیکی مناسب است. با استفاده از تنظیم‌کننده سیگنال MHM-04B، می‌توان سیگنال‌ها را تبدیل و منتقل کرد

آخرین بار، این پست توسط denghl در تاریخ ۲۰۱۲-۱۲-۲۱ ساعت ۲۱:۲۱ ویرایش شد. در فاصله‌های دور در فضای باز، به دلیل طول زیاد سیم‌ها و مقاومت بالای آن‌ها، اگر سیگنال به صورت ولتاژ منتقل شود، اتلاف ولتاژ زیادی رخ می‌دهد و دقت کاهش می‌یابد؛ در حالی که جریان در یک مدار یکسان است، بنابراین استفاده از جریان برای انتقال سیگنال، فاصله بیشتری نسبت به سیگنال‌های ولتاژی را امکان‌پذیر می‌کند.