Системы сигналов напряжения

Использование переменного напряжения для измерительных сигналов кажется довольно очевидным вариантом для изучения. Давайте посмотрим, как можно использовать прибор для измерения напряжения для измерения и передачи информации об уровне воды в резервуаре:

«Передатчик» на этой схеме содержит собственный прецизионно регулируемый источник напряжения, а установка потенциометра изменяется движением поплавка внутри резервуара для воды в соответствии с уровнем воды. «Индикатор» - это не что иное, как вольтметр со шкалой, откалиброванной для измерения высоты воды (дюймы, футы, метры) вместо вольт.

При изменении уровня воды в резервуаре поплавок будет двигаться. Когда поплавок перемещается, стеклоочиститель потенциометра будет соответственно перемещаться, разделяя различную долю напряжения аккумулятора, которое проходит по двухпроводному кабелю и на индикатор уровня. В результате напряжение, полученное индикатором, будет соответствовать уровню воды в резервуаре для хранения.

Эта простая система передатчика / индикатора надежна и проста для понимания, но имеет свои ограничения. Возможно, самым большим является тот факт, что на точность системы может влиять чрезмерное сопротивление кабеля. Помните, что настоящие вольтметры потребляют небольшой ток, даже если вольтметр вообще не потребляет ток. В этом случае, особенно для тяжелого и прочного аналогового измерительного механизма, который, вероятно, используется в системах промышленного качества, через 2-проводные кабельные провода будет проходить небольшой ток. На кабеле, имеющем небольшое сопротивление по длине, будет падать небольшое напряжение, в результате чего на выводах индикатора останется меньшее напряжение, чем на выводах передатчика. Эта потеря напряжения, даже небольшая, представляет собой ошибку измерения:

К проводам кабеля добавлены символы резисторов, чтобы показать, что происходит в реальной системе. Имейте в виду, что эти сопротивления могут быть минимизированы с помощью провода большого сечения (за дополнительную плату) и / или их влияние можно уменьшить за счет использования вольтметра с высоким сопротивлением (нулевой баланс?) В качестве индикатора (при дополнительной сложности).

Несмотря на этот неотъемлемый недостаток, сигналы напряжения по-прежнему используются во многих приложениях из-за их чрезвычайной простоты. Один общий стандарт сигнала - 0-10 вольт, что означает, что сигнал 0 вольт представляет 0 процентов измерения, 10 вольт представляет 100 процентов измерения, 5 вольт представляет 50 процентов измерения и так далее. Инструменты, предназначенные для вывода и / или приема этого стандартного диапазона сигналов, можно приобрести у основных производителей. Более распространенный диапазон напряжения составляет 1-5 вольт, что позволяет использовать концепцию «живого нуля» для индикации неисправности цепи.

ОБЗОР:

• Напряжение постоянного тока можно использовать в качестве аналогового сигнала для передачи информации из одного места в другое.
• Основным недостатком сигнализации напряжения является возможность того, что напряжение на индикаторе (вольтметре) будет меньше напряжения на источнике сигнала из-за сопротивления линии и тока, потребляемого индикатором. Это падение напряжения по длине проводника представляет собой ошибку измерения от преобразователя к индикатору.