Cách đo tín hiệu analog 4-20mA

Cách đo tín hiệu analog 4-20mA được nhiều người quan tâm bởi chúng được sử dụng phổ biến. Và cách sử dụng đồng hồ VOM để đo dòng cảm biến đưa về thì nó lại không hiển thị đúng như tín hiệu của cảm biến truyền về?

Tín hiệu analog 4-20mA, tại sao lại là nó?

Tín hiệu Analog 4-20mA là gì?

Là dạng tín hiệu điện nhưng dòng điện sẽ thay đổi biến thiên từ 4-20mA. Dòng điện này có sự biến đổi tuyến tính.

Ví dụ:

Khi chúng ta có cảm biến với giải đo từ 0 – 10bar. Lúc này áp suất ngõ vào thay đổi sẽ tạo ra được tín hiệu đầu ra với điện áp cấp cho cảm biến nhưng dòng điện thì không thay đổi tương ứng theo giá trị thực của cảm biến.

Tức là tại 0bar thì tín hiệu đầu ra là 4mA. Tại 10bar thì chúng có được tín hiệu là 20mA. Với tín hiệu này chúng ta có thể chuyển đổi qua nhiều tín hiệu khác.

Vậy tín hiệu analog 4-20mA thực chất chỉ là dạng tín hiệu tương tự một chiều không có tần số với dòng điện biến thiên tuyến tính chạy từ 4mA đến 20mA.

Tại sao lại sử dụng tín hiệu 4-20mA?

Sự phổ biến trong các ứng dụng của tín hiệu 4-20mA với giao thức Hart đã thay thế tín hiệu 0-20mA.

Biểu đồ

Nếu chúng ta sử ụng tín hiệu 0-20mA thì tín hiệu của chúng ta sẽ đi từ điểm cuối cùng thấp nhất của đường đặc tuyến. Nghĩa là đi từ 0 điểm zero.

Nếu chúng ta dùng tín hiệu 4-20mA thì đường đặc tuyến của chúng ta sẽ khởi đầu từ 4mA. Có một khoảng chết không sử dụng 0-3,99mA. Nghĩa là thiết bị của chúng ta không bao giờ xuống được điểm 0mA là điểm thấp nhất của đường đặc tuyến nếu thiết bị vẫn đang hoạt động và hệ thống cũng như dây dẫn không gặp vấn đề.

Hệ thống 0-20mA trở nên lỗi thời hơn khi không có các chức năng báo lỗi đầu vào như wire break, check input, sensor…

Và như vậy thì chắc chắn tín hiệu 4-20mA sẽ được ứng dụng phổ biến và thay thế 0-20mA rồi.

Cách đo tín hiệu 4-20mA

Cách đo tín hiệu 4-20mA thì chúng ta có rất nhiều loại. Trong đó có thể sử dụng đồng hồ chuyên dụng, đồng hồ loại hiển thị nhận tín hiệu analog, đồng hồ VOM ( Đồng hồ vạn năng: Đo điện trở, đo điện áp DC, đo điện áp AC và đo dòng điện)…

1. Cách đo tín hiệu analog 4-20mA bằng đồng hồ chuyên dụng

Để tiến hành đo tín hiệu 4-20mA cho cảm biến chúng ta cần chuẩn bị:

• 1 bộ nguồn 24V
• 1 đồng hồ đo
• 1 cảm biến áp suất 4-20mA

Tiến hành:

• Tiến hành đấu nối 3 thiết bị lại với nhau.
• Dương nguồn 24V đấu với chân (+) dương cảm biến
• Âm nguồn 24V đấu với que dò âm
• Còn lại đấu que dò dương và chân (-) âm cảm biến
• Sau khi đấu chính xác chúng ta cho áp vào cảm biến thì sẽ đọc được giá trị trên đồng hồ.

2. Đo tín hiệu 4-20mA bằng đồng hồ thông thường

Trường hợp:  Áp dụng đối với trường hợp không có thiết bị đo chuyên dụng.

Sử dụng đồng hồ của selec PIC125A để thực hiện đọc tín hiệu analog 4-20mA của cảm biến áp suất.

Chuẩn bị:

• 1 đồng hồ cảm biến áp suất
• 1 đồng hồ selec PIC125A

Tiến hành:

• Bước 1: Đấu nối nguồn cho bộ hiển thị selec
• Bước 2: Đấu cảm biến áp suất cho bộ PIC152A nhận tín hiệu 4-20mA trả từ cảm biến đưa về
• Bước 3: Cài đặt hiển thị dãy từ 4-20mA

=>> Sau cùng là cho áp vào cảm biến là có thể đọc tín hiệu 4-20mA.

*Lưu ý: Cảm biến là nguồn thụ động nên chúng ta phải đấu mạch vòng giữa cảm biến, nguồn aux và tín hiệu vào.

Mạch phát dòng 4-20mA

3. Đo tín hiệu bằng VOM

Nếu 2 trường hợp trên chúng ta không thể áp dụng thì việc đo bằng đồng hồ vạn năng sẽ là giải pháp.

Các bước thực hiện vẫn tương tự như các cách trên, tuy nhiên chúng chỉ có thể kiểm tra xem có tín hiệu 4-20mA hay không mà không thể đọc giá trị chính xác.

Trên đây là những thông tin PLC Schneider tổng hợp về Cách đo tín hiệu analog 4-20mA và tại sao chúng lại được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hiện nay