مقدمه
در صنعت اندازهگیری و سنجی، استفاده از سیگنالهای جریانی ۴-۲۰ میلیآمپر به دلیل دقت و قابلیت اطمینان آنها مورد توجه بسیاری از کاربران قرار دارد.
یکی از سوالات مهم در این زمینه این است که چند دستگاه اندازهگیری میتوان به یک حلقه جریانی متصل کرد.
در این مقاله، به بررسی چگونگی تعیین بار حلقه جریانی ۴-۲۰ میلیآمپر میپردازیم و همه موارد لازم را برای این کار بررسی میکنیم.
نکات اولیه
قبل از هر چیز، باید چند مورد را برای تعیین بار حلقه جریانی ۴-۲۰ میلیآمپر آماده کنید. این موارد در فرمولهای ریاضی بعدی استفاده خواهند شد:
- ولتاژ تطابق ترانسدیوسر (VT):
این ولتاژ حداقل ولتاژی است که ترنسدیوسر برای کار کردن نیاز دارد. ترنسدیوسرها شامل تجهیزاتی هستند که جریان را از منبع تغذیه مطابق با مقدار جسمی که اندازهگیری میشود، میکشند.
به عنوان مثال، اگر یک ترنسدیوسر فشار با مقیاس ۱۰۰ psi داشته باشید، این ترنسدیوسر در ۰ psi معادل ۴ میلیآمپر و در ۱۰۰ psi معادل ۲۰ میلیآمپر میکشد.
این یک رابطه خطی است، بنابراین در ۵۰ psi ترنسدیوسر باید ۱۲ میلیآمپر از منبع بکشد. این مقدار باید در دفترچه مشخصات ترنسدیوسر پیدا شود. در صورت نبودن این اطلاعات، بهتر است با تولیدکننده تماس بگیرید. - ولتاژ منبع تغذیه حلقه (VL):
این ولتاژ همان منبعی است که ترنسدیوسر را تغذیه میکند و برای کارکرد آن ضروری است. - مقدارهای مقاومت شنت (RSx):
هیچ دستگاه اندازهگیری بهطور مستقیم جریان را اندازهگیری نمیکند. بلکه از یک رویکرد غیرمستقیم استفاده میکند که شامل یک مقاومت در کنار حلقه جریانی است.
مقاومت شنت در برخی از دستگاهها وجود دارد و در برخی دیگر شما باید آن را جداگانه تهیه نمایید.
تفاده کنید، مقاومت شنت آنها به ترتیب ۵۰ و ۳۵ اهم است.
مراحل تعیین بار حلقه جریانی
- محاسبه مجموع مقادیر مقاومت شنت:
ابتدا تمام مقادیر مقاومت شنت مربوط به دستگاههای متصل به حلقه را جمع کنید. سپس این مقدار را در بدترین حالت جریان (۲۰ میلیآمپر) ضرب کنید. این کار ولتاژی را که توسط تمام دستگاههای متصل ایجاد میشود، محاسبه میکند:
Vs=∑(RSx)×۲۰ mAVs=∑(RSx)×20mA
اینجا VsVs ولتاژ افتاده توسط تمام دستگاههاست و RSxRSx مقاومتهای شنت هر دستگاه است. - مقایسه ولتاژ تطابق ترنسدیوسر با ولتاژ منبع:
حالا مقداری که برای ولتاژ تطابق ترنسدیوسر (VT) و ولتاژ منبع (VL) به دست آوردهاید را به شکل زیر مقایسه کنید:
VL−Vs≥VTVL−Vs≥VT
این معادله تعیین میکند که آیا ترنسدیوسر میتواند بهدرستی کار کند یا نه.
با اضافه کردن هر دستگاه به حلقه جریانی، ولتاژ کمتری به ترنسدیوسر میرسد.
و اگر ولتاژ به حداقل مورد نیاز ترنسدیوسر برای کارکرد نرسد، دچار مشکل خواهید شد.
مثال
فرض کنید سه دستگاه به یک حلقه جریانی متصل شده است با مقادیر مقاومت شنت به ترتیب ۳۵، ۵۰ و ۲۵۰ اهم. همچنین فرض کنید ولتاژ تطابق ترنسدیوسر ۱۲ ولت و ولتاژ منبع تغذیه ۲۰ ولت است.
محاسبه افت ولتاژ شنت:
Vs=(35+50+250)×۲۰ mAVs=(35+50+250)×20mA
مقایسه ولتاژها:
اضافه کردن مقادیر به معادله دوم و بررسی اینکه آیا شرایط برآورده میشود یا خیر، کمک میکند تا بدانید آیا این پیکربندی کار میکند یا خیر.
اگر اختلاف بین ولتاژ منبع و مجموع افت ولتاژ مقاومتی بیشتر از ولتاژ حداقلی ترنسدیوسر باشد، این پیکربندی فعال است. در غیر این صورت، میتوانید گزینههای زیر را در نظر بگیرید:
• حذف دستگاهها (مقاومتهای شنت) تا شرایط برآورده شود.
• کاهش مقدار مقاومتهای شنت تا شرایط درست شود.
• افزایش ولتاژ منبع تغذیه با احتیاط به حداکثر ولتاژ معتبر ترنسدیوسر.