Dalam automasi perindustrian, sensor dengan output semasa dari 4 hingga 20 mA digunakan secara meluas. Yang pertama nilai-nilai ini sepadan dengan batas bawah julat nilai diukur, yang kedua ke atas. Biar saya jelaskan dengan contoh abstrak: sensor tertentu mengukur bilangan kucing di ruangan bawah tanah dalam julat dari 0 hingga 500 kucing. Kucing sifar sepadan dengan 4 mA, lima ratus kucing - 20 mA. Katakan sekarang terdapat 200 kucing di ruang bawah tanah. Kami mengira arus bahawa peranti perlu dikeluarkan dalam baris: I = 4 + 200 ((20-4) / 500) = 10.4 mA. Kini kami akan dipindahkan ke sisi peranti penerima dan mengira bilangan kucing berdasarkan nilai semasa ini: N = (10.4-4) (500 / (20-4)) = 200 kucing. Tidak ada syarat yang dikenakan ke atas ketepatan rintangan garis dan beban di penerima: penstabil semasa berada di sensor, kerana voltan yang digunakan pada garisan akan secara automatik ditetapkan tepat seperti yang diperlukan untuk mendapatkan arus yang diberikan. Sudah tentu, "dalam pengeluaran" akan ada gelaran yang membosankan atau megapascals bukan kucing. Dan jika arus jatuh ke sifar mA, ini akan dianggap sebagai rehat garis.
Apabila menyesuaikan sistem, yang merangkumi sensor dan penerima, adalah perlu untuk mengesahkan kehadiran dan ketepatan tindak balas kedua ke perubahan semasa dalam keseluruhan julat. Untuk melakukan ini, bukannya sensor, pengatur arus laras dimasukkan dalam garisan, nilai yang bergantung pada kedudukan pemegang perintang variabel. Salah satu alat penolong ini dibangunkan oleh Instructables di bawah nama lawsonkeith. Fungsi tambahan buatan sendiri adalah penjanaan voltan stabil dari -10 hingga +10 V dan dari 0 hingga +20 V, yang berguna apabila menyusun litar pada op-amp.
Mempunyai sumber voltan stabil 5 V dan perintang berubah dengan ciri A, mudah untuk mendapatkan voltan yang berubah lancar dari 0 hingga 5 V. Voltan ini boleh digunakan untuk sumber arus dikawal voltan (ITUN), litar yang ditunjukkan di bawah. Di sini R1 adalah perintang yang menentukan had atas peraturan semasa (5 V / 250 Ohms = 0,02 A), dan RL adalah jumlah rintangan garis dan beban, ketika arus tidak berubah dalam batas tertentu. Litar ini membolehkan anda mensimulasikan kedua-dua kecemasan (semasa dari 0 hingga 4 mA) dan keadaan biasa (semasa dari 4 hingga 20 mA).
Mari kita beralih ke rajah peranti lengkap:
Ia dikuasakan oleh sumber voltan unipolar dari 20 hingga 24 V (tidak ditunjukkan dalam rajah). Penyihir memilih penyusun rangsangan nadi siap sedia yang dikuasai oleh Krona. Terdapat perintang penalaan pada papan penukar, yang perlu ditetapkan pada kira-kira 22 V.Perlu diingat bahawa dengan kelembapan yang tinggi, walaupun voltan ini dapat menimbulkan bahaya tertentu.
Sumber voltan rujukan (ION) dalam peranti adalah penstabil biasa 7805. Pada op-amp pertama peranti, voltan ini, sama dengan +5 V, dibekalkan dengan melangkau sebarang unsur pelarasan. Ia dihidupkan sedemikian rupa untuk menggandakan voltan ini, oleh itu voltan stabil +10 V berbanding dengan dawai biasa muncul pada outputnya.
Juga, voltan model digunakan untuk perintang berubah, dari hubungan bergerak yang seperti yang disebutkan di atas, adalah mungkin untuk mengeluarkan voltan yang lancar berubah dari 0 hingga 5 V. Ia dibekalkan kepada input op-amps kedua dan ketiga. Yang pertama menguatkannya empat kali, membolehkan anda untuk mendapatkan dari 0 hingga +20 V berbanding dengan dawai biasa, atau dari -10 hingga +10 V berbanding dengan output op-amp pertama.
Akhir sekali, op-amp ketiga dihidupkan dengan kaedah yang diterangkan di atas, yang menjadikannya sumber arus stabil dari 0 hingga 20 mA. Litar-litar pada op-amp kedua dan ketiga dilengkapi dengan perantara penalaan, yang membolehkan pemilihan faktor penambahan yang paling tepat.
Untuk meningkatkan kebolehpercayaan, peranti ini dilengkapi dengan diod pelindung dan termistor dengan pekali suhu yang positif.
Tubuh dipilih oleh tuan sebagai selesai, seperti Hammond 1593PBK. Tetapi kotak persimpangan biasa jauh lebih murah, dan tidak lebih buruk dalam kekuatan. Di panel depan, tuan membuat lubang untuk LED dan perintang berubah. Lubang diameter kecil dimaksudkan untuk selak yang melindungi perumahan variabel perintang daripada beralih.
Di atas lubang-lubang ini, tuan melancarkan skala, menyelaraskan bulatan di atasnya dengan lubang yang digerudi:
Kemudian dia meletakkan perintang berubah, LED dan suis kuasa:
Panel depan peranti sudah siap:
Penyihir menambah penukar rangsangan ke peranti:
Dan ia menyesuaikannya dengan voltan perintah 22 V (ketepatan yang sangat tinggi tidak diperlukan di sini):
Mengambil cip LM324 yang mengandungi sebanyak empat op-amps (salah seorang daripada mereka akan tetap terbiar), penyihir memasang litar pada papan litar bercetak, tetapi sebuah mock-up juga sesuai:
Membuat pemeriksaan:
Tempat papan dalam kes dan menghubungkannya dengan penukar rangsangan, LED, perintang yang berubah-ubah dan kuar:
Akhirnya, penyihir mula menguji peranti:
Semak diperlukan:
- voltan +5 V antara output penstabil 7805 dan wayar biasa
- voltan +10 V antara output op-amp pertama dan wayar biasa
- voltan, berubah dengan lancar dari 0 hingga 20 V, antara output op-amp kedua dan wayar biasa
- voltan, berubah dengan lancar dari -10 hingga +10 V, antara output op-amp kedua dan pertama
- semasa, lancar berubah dari 0 hingga 20 mA, pada output sumber semasa yang dikumpulkan pada op-amp ketiga.
Apabila menggunakan reka bentuk, anda juga boleh mengawal voltan atau semasa dengan multimeter yang sama. Apabila mengukur voltan yang dijana oleh peranti, ia dihidupkan ke mod voltmeter dan bersambung selari dengan output. Apabila mengukur suis arus yang dihasilkan semasa ke mod milliammeter dan menghidupkan litar dalam siri. Mengubah arus atau voltan dengan lancar, bergantung kepada apa yang peranti direka untuk, memerhatikan reaksi terhadap apa yang sedang berlaku. Dalam kes ini, adalah mustahil untuk mengelakkan penciptaan situasi berbahaya oleh penggerak yang dikawal oleh peranti penerima.