4-20Ma kasalukuyang loop tester gamit ang op

Ang mga sensor ay isang mahalagang bahagi ng anumang sistema ng pagsukat habang tumutulong sila sa pag-convert ng mga totoong mga parameter ng mundo sa mga electronic signal na maaaring maunawaan ng mga machine. Sa isang pang-industriya na kapaligiran, ang karaniwang ginagamit na uri ng mga sensor ay ang Analog Sensor at Digital sensors. Ang mga digital sensor ay nakikipag-usap sa mga sumusunod na 0 at 1 na mga sumusunod na mga protokol tulad ng USART, I2C, SPI atbp At ang mga sensor ng analog ay maaaring makipag-usap sa pamamagitan ng variable na kasalukuyang o variable na boltahe. Marami sa atin ay dapat pamilyar sa mga sensor na naglalabas ng variable na boltahe tulad ng LDR, MQ gas sensor, Flex sensor atbp. Ang mga analog boltahe na sensor na ito ay sinamahan ng Boltahe sa kasalukuyang mga converter upang baguhin ang analog boltahe sa kasalukuyang analog upang maging isang variable na kasalukuyang sensor.

Ang variable na kasalukuyang sensor ay sumusunod sa 4-20mA na protocol, nangangahulugang ang sensor ay maglalabas ng 4mA kapag ang mga sinusukat na halaga ay 0 at magpapalabas ng 20mA kapag ang nasusukat na halaga ay maximum. Kung ang sensor ay output ng anumang mas mababa sa 4mA o higit sa 20mA maaari itong ipagpalagay bilang isang kondisyon ng kasalanan. Ang sensor ay nagpapalabas ng kasalukuyang sa pamamagitan ng mga baluktot na wires ng pares na nagpapahintulot sa parehong lakas at data na dumaloy sa pamamagitan lamang ng 2 wires. Ang pinakamababa o 'zero' na halaga ay 4mA. Ito ay dahil sa sitwasyon kung saan kapag ang output ay zero o 4mA, maaari pa rin nitong paandarin ang aparato. Gayundin dahil ang signal ay naipadala bilang kasalukuyang maaari itong maipadala sa mahabang distansya nang hindi nag-aalala tungkol sa pagbagsak ng boltahe dahil sa paglaban ng kawad o tungkol sa kaligtasan sa ingay.

Sa mga industriya, ang pagkakalibrate ng sensor ay isang regular na proseso, at upang mai-calibrate ang system at din para sa pag-troubleshoot ng mga resulta ng error, isinasagawa ang kasalukuyang pagsubok ng loop. Sa kasalukuyang pagsubok ng loop, gumagamit ito ng proseso ng pag-verify na sumusuri sa pagkasira sa linya ng komunikasyon. Sinusuri din nito ang kasalukuyang output ng transmiter. Sa proyektong ito, lilikha kami ng isang pangunahing kasalukuyang tester ng loop gamit ang ilang mga bahagi na nagbibigay-daan sa amin upang manu - manong ayusin ang kasalukuyang mula 4ma hanggang 20mA sa pamamagitan ng pag- on ng isang potensyomiter. Ang circuit na ito ay maaaring magamit bilang isang dummy sensor upang tularan ang mga programa o para sa pag-debug.

Mga Kinakailangan sa Mga Bahagi

Isang PNP Transistor (BC557 ang ginamit)
Isang Op-Amp (JRC4558 ang ginamit)
300k risistor
1k risistor
50k 10 turn potentiometer.
100pF 16V
0.1uF 16V - 2pcs
100R resistor - tolerance 5%
Isang LED (Anumang kulay)
5V supply ng kuryente
Breadboard
Hookup wire
Isang multimeter upang masukat ang Kasalukuyan

Tingnan natin ang mga mahahalagang sangkap na ginamit sa proyektong ito. Sa imaheng nasa ibaba, Ang PNP transistor, BC557 pin out ay ipinapakita.

Ito ang isa sa pinakakaraniwan na tatlong pin na transistor ng PNP. Ang BC557 ay magkatulad na pares ng NPN BC547. Mula sa kaliwa hanggang kanan ang mga pin ay Emitter, Base, at Collector. Ang iba pang katumbas na transistors ay BC556, BC327, 2N3906 atbp.

Ang op-amp na ginamit dito (JRC4558) ay sumusunod sa parehong diagram ng pin tulad ng ginamit sa iba pang mga uri ng mga op-amp. Ang Pin 1, Pin 2, Pin 3 ay ginagamit para sa isang solong op-amp at Pin 5, 6, 7 na ginagamit para sa iba pang channel. Ang anumang channel ay maaaring magamit para sa proyektong ito. Ang ika-8 pin ay ang positibong mapagkukunan ng supply at ang ika-4 na pin ay ang GND. Ginagamit ang JRC4558D Op-Amp para sa proyektong ito, ngunit gagana rin ang iba pang mga op-amp. Tulad ng tulad ng - TL072, LM258, LM358, atbp.

Ang ika-5 bahagi sa listahan ng bahagi, 50k 10 turn potentiometer ay mula sa Bourns. Ang bilang ng bahagi ay 3590S-2-503L. Gayunpaman, ito ay medyo magastos na sangkap. Ang 10 Turn pot ay ang pinakamahusay para sa hangaring ito, ngunit ang iba pang mga generic potentiometers ay gumana rin. Ang pagkakaiba ay ang resolusyon ay magiging mas mababa sa generic potentiometer dahil kung saan ang pagtaas o pagbawas ng kasalukuyang mapagkukunan ay hindi magiging maayos. Sa proyektong ito, ginagamit ang potensyomiter ng Bourns. Ang mga pinout ng Bourns potentiometer ay medyo nakalilito kumpara sa karaniwang mga potentiometer pinout. Sa imahe sa ibaba, ang unang pin mula sa kaliwa ay ang wiper pin. Ang isa ay kailangang mag-ingat habang kumokonekta sa potensyomiter na ito sa anumang aplikasyon.

Diagram ng Circuit

Ang kumpletong Circuit Diagram para sa kasalukuyang 4-20mA kasalukuyang loop tester ay ipinapakita sa ibaba.

Tulad ng nakikita mo ang circuit ay medyo simple, binubuo ito ng isang op-amp na nagtutulak ng isang transistor. Ang kasalukuyang output mula sa transistor ay pinakain sa isang LED, ang kasalukuyang output na ito ay maaaring iba-iba mula sa 0mA hanggang 20mA sa pamamagitan ng pag-iba-iba ng potensyomiter at masusukat ng isang Ammeter na konektado tulad ng ipinakita sa itaas.

Ang Op-amp dito ay idinisenyo upang gumana bilang isang kasalukuyang mapagkukunan na may negatibong feedback. Ang input variable voltage ay ibinibigay sa non-inverting pin ng Op-Amp gamit ang isang potentiometer. Ang maximum na kasalukuyang output (sa kasong ito 20mA) ay itinakda sa pamamagitan ng paggamit ng risistor na konektado sa inverting pin ng op-Amp. Batay sa boltahe na ibinigay sa di-inverting na pin mula sa palayok, ang op-amp ay bias ang transistor upang makunan ng isang pare-pareho na kasalukuyang sa pamamagitan ng LED. Ang patuloy na kasalukuyang ito ay mapanatili anuman ang halaga ng paglaban sa pag-load na kumikilos bilang isang kasalukuyang mapagkukunan. Ang ganitong uri ng Amplifier ay tinatawag na Transconductance Amplifier. Ang circuit ay simple at madaling maitayo sa isang breadboard tulad ng ipinakita sa ibaba.

Mga pagtatrabaho ng 4-20mA Kasalukuyang Loop Tester

Ang LED dito ay kumikilos bilang pag-load at ang kasalukuyang loop circuit ay nagbibigay ng kinakailangang kasalukuyang sa pag-load. Ang kasalukuyang karga ay ibinibigay ng BC557 na direktang kinokontrol ng op-amp 4558. Sa positibong input ng amplifier, isang boltahe ng sanggunian ang ibinibigay ng potensyomiter. Depende sa boltahe ng sanggunian, ang op-amp ay nagbibigay ng kasalukuyang bias sa base ng transistor. Ang karagdagang resistor ng serye ay idinagdag sa kabuuan ng potensyomiter upang limitahan ang boltahe ng sanggunian pati na rin ang output ng amplifier kaya lumilikha ng hangganan ng 0mA hanggang 20mA. Ang pagbabago ng halagang resistor na ito ay binabago rin ang minimum sa maximum na kasalukuyang hangganan ng output.

Pagsubok ng circuit

Kapag bumuo na ang circuit, paganahin ito gamit ang isang kinokontrol na 5Vsource. Ginamit ko ang supply ng kuryente ng breadboard, katulad ng itinayo namin nang mas maaga upang mapagana ang circuit tulad ng ipinakita sa ibaba.

Tandaan: Para sa 300k risistor, ang dalawang resistors ay ginagamit sa serye na 100k at 200k.

Upang subukan ang circuit Gumamit ako ng isang multimeter sa Amp-mode at ikinonekta ang mga probe nito sa lugar ng ammeter na ipinapakita sa circuit diagram. Maaari mong suriin ang gabay sa paggamit ng multimeter na ito kung bago ka sa multimeter. Habang binabago ko ang potensyomiter ang kasalukuyang halaga sa multimeter ay maaaring napansin na nag-iiba mula 4mA hanggang 20mA. Ang kumpletong gumaganang video ay matatagpuan sa ilalim nito.

Mga aplikasyon ng Kasalukuyang Loop Tester Circuit

Ang pangunahing aplikasyon ng 4-20mA kasalukuyang loop tester ay upang subukan o i-calibrate ang mga PLC machine na tumatanggap ng 4-20 mA protocol at magbigay ng data depende dito. Samakatuwid, ang maling pagkakalibrate ay nagresulta sa halaga ng error na napansin ng PLC. Hindi lamang ang pagkakalibrate, Ngunit ito rin ay isang maginhawang proseso upang suriin ang kasalukuyang pagkasira ng loop.

Ang aplikasyon ng kasalukuyang 4-20mA kasalukuyang loop ay may isang malaking saklaw sa pang-industriya na automation at control system. Tulad ng tulad ng, daloy ng tubig, posisyon ng balbula, produksyon ng langis at mga nauugnay na sensor na mahalaga para sa proseso ng paggawa na ginagamit ang lahat ng 4-20 mA na linya ng komunikasyon. Ang pag-debug at paghanap ng kondisyon ng kasalanan ay isang mahalagang trabaho sa industriya upang makatipid ng oras at pera. Ang isang tumpak na 4-20 mA kasalukuyang loop tester ay isang mahalagang tool upang malutas ang mga problema na nauugnay sa sensor.

Mga limitasyon ng 4-20mA Kasalukuyang Loop Tester

Ang circuit ay may ilang mga limitasyon. Ang kapaligiran sa industriya ay napakahirap kaysa sa kapaligiran na nakabatay sa lab. Samakatuwid, ang circuit ay dapat na binubuo ng iba't ibang mga circuit ng proteksyon tulad ng maikling proteksyon ng circuit at mga proteksyon ng paggulong sa lahat ng mga input at output na angkop na gamitin sa mga pang-industriya na kapaligiran.