În automatizarea industrială, sunt folosiți pe scară largă senzori cu ieșiri de curent de 4 până la 20 mA. Prima dintre aceste valori corespunde cu limita inferioară a intervalului valorii măsurate, a doua cu cea superioară. Permiteți-mi să explic cu un exemplu abstract: un anumit senzor măsoară numărul pisicilor din subsol în intervalul de la 0 la 500 de pisici. Pisicile zero corespund 4 mA, cinci sute de pisici - 20 mA. Să presupunem că acum sunt 200 de pisici în subsol. Calculăm curentul pe care dispozitivul trebuie să îl emită în linie: I = 4 + 200 ((20-4) / 500) = 10,4 mA. Acum vom transfera pe partea dispozitivului receptor și vom calcula numărul de pisici pe baza acestei valori curente: N = (10.4-4) (500 / (20-4)) = 200 pisici. Nu sunt impuse cerințe cu privire la precizia rezistenței liniei și a încărcării în receptor: un senzor de curent se află în senzor, datorită căruia tensiunea aplicată liniei va fi setată automat exact așa cum este necesar pentru a obține un curent dat. Desigur, „în producție” vor exista grade plictisitoare sau megapascale în loc de pisici. Și dacă curentul scade la zero mA, aceasta va fi considerată o întrerupere a liniei.
Atunci când reglați sistemul, care include un senzor și un receptor, este necesar să verificați prezența și corectitudinea reacției celui de-al doilea la o modificare a curentului pe întregul interval. Pentru aceasta, în loc de senzor, în linie este inclus un regulator de curent reglabil, a cărui valoare depinde de poziția mânerului rezistenței variabile. Unul dintre aceste dispozitive asistente a fost dezvoltat de Instructables sub denumirea de Lawsonkeith. Funcție suplimentară de casă este generarea unei tensiuni stabile de la -10 la +10 V și de la 0 la +20 V, ceea ce este util la configurarea circuitelor pe un amplificator op.
Având o sursă de tensiune stabilă de 5 V și o rezistență variabilă cu caracteristică A, este ușor să obțineți o tensiune care variază lin de la 0 la 5 V. Această tensiune poate fi aplicată pe o sursă de curent controlat de tensiune (IITS), al cărei circuit este prezentat mai jos. Aici R1 este rezistența care determină limita superioară a reglării curente (5 V / 250 Ohms = 0,02 A), iar RL este rezistența totală a liniei și sarcinii, când curentul nu se modifică în anumite limite. Circuitul vă permite să simulați atât situații de urgență (curent de la 0 la 4 mA) cât și regulat (curent de la 4 la 20 mA).
Să trecem la diagrama completă a dispozitivului:
Este alimentat de o sursă de tensiune unipolară de la 20 la 24 V (nu este prezentată în diagramă). Vrăjitorul a selectat un convertor de impulsuri de impulsuri pregătit alimentat de Krona. Pe placa convertizorului există o rezistență de reglare, care trebuie setată la aproximativ 22 V.Trebuie avut în vedere faptul că, cu umiditate ridicată, chiar și această tensiune poate reprezenta un anumit pericol.
Sursa tensiunii de referință (ION) din dispozitiv este un stabilizator obișnuit 7805. La primul amplificator opțional al dispozitivului, această tensiune, egală cu +5 V, este furnizată ocolind orice elemente de reglare. Acesta este pornit astfel încât să dubleze această tensiune, motiv pentru care apare la tensiune o tensiune stabilă de +10 V în raport cu firul comun.
De asemenea, tensiunea modelului este aplicată pe un rezistor variabil, din contactul mobil al căruia, așa cum am menționat mai sus, este posibilă eliminarea unei tensiuni care se modifică fără probleme de la 0 la +5 V. Este furnizată la intrările celui de-al doilea și al treilea amperi op. Primul îl amplifică de patru ori, permițându-vă să obțineți de la 0 la +20 V în raport cu firul comun, sau de la -10 la +10 V în raport cu ieșirea primului op-amper.
În cele din urmă, cel de-al treilea amplificator op este activat prin metoda descrisă mai sus, ceea ce o face o sursă de curent stabil de la 0 la 20 mA. Circuitele de pe al doilea și al treilea amplificator op sunt echipate cu rezistențe de reglare, care permit selectarea cât mai exactă a factorilor de câștig.
Pentru a crește fiabilitatea, dispozitivul este echipat cu diode de protecție și termistori cu un coeficient de temperatură pozitiv.
Corpul este selectat de către maestru ca terminat, cum ar fi Hammond 1593PBK. Dar o cutie de joncțiune obișnuită este mult mai ieftină și nu mai rău în forță. În panoul frontal, maestrul face găuri pentru LED și un rezistor variabil. Gaura cu diametrul mic este destinată unui zăvor care protejează carcasa rezistorului variabil de întoarcere.
În partea superioară a acestor găuri, maestrul lipeste scala, alinând cercurile de pe ea cu găurile găurite:
Apoi pune un rezistor variabil, un LED și un comutator de alimentare:
Panoul frontal al dispozitivului este gata:
Expertul adaugă un dispozitiv convertor de impuls la dispozitiv:
Și îl ajustează la o tensiune de ordinul 22 V (nu este necesară precizia foarte mare aici):
Luând cipul LM324 care conține până la patru amperi op (unul dintre ele va rămâne inactiv), vrăjitorul asamblează circuitul pe o placă de circuit imprimat, dar o machetă este potrivită și pentru:
Face sonde:
Plasează placa în carcasă și o conectează la convertorul de impuls, LED, rezistență variabilă și sonde:
În cele din urmă, expertul începe să testeze dispozitivul:
Verificarea este necesară:
- tensiune +5 V între ieșirea stabilizatorului 7805 și cablul comun
- tensiune +10 V între ieșirea primului amplificator operațional și cablul comun
- tensiune, modificare lină de la 0 la 20 V, între ieșirea celui de-al doilea op-amper și cablul comun
- tensiune, schimbare lină de la -10 la +10 V, între ieșirile celui de-al doilea și primul op-amper
- curent, modificare lină de la 0 la 20 mA, la ieșirea unei surse de curent colectate la cel de-al treilea amplificator op.
Când utilizați designul, puteți controla suplimentar tensiunea sau curentul cu același multimetru. La măsurarea tensiunii generate de dispozitiv, acesta este comutat într-un mod voltmetru și conectat în paralel cu ieșirea. Când măsurați curentul generat - treceți la modul miliametru și porniți circuitul în serie. Curentul sau tensiunea schimbând ușor, în funcție de ce este proiectat dispozitivul de recepție, observați reacția sa la ceea ce se întâmplă. În acest caz, este imposibil de a preveni crearea de situații periculoase de către actuatoarele controlate de dispozitivul receptor.