سه شنبه , مرداد ۱ ۱۳۹۸
صفحه اصلی / اتوماسیون صنعتی / سیگنالهای آنالوگ و آرایش حلقه در سنسور

سیگنالهای آنالوگ و آرایش حلقه در سنسور

بررسی آرایش حلقه ها و سیگنالهای آنالوگ

حلقه ها و سیگنالهای آنالوگ

 

سنسور ها به تجهیزات پالایش سیگنال (signal conditioning) ، جمع آوری داده

(data Acquisition) یا سیستمها و ابزار های کنترلی متصل می شوند. یک حلقه اندازه

گیری ممکن است با اندازه گیری که انجام می دهد ،با استفاده ای که از آن می شود یا با نوع سنسور

سیگنال الکترونیکی که مقدار اندازه گیری شده را بین سنسور و بقیه تجهیزات حمل می کند

تقسیم بندی شود به جر سیستم های دیجیتالی صرف ار قبیل فیلدباس،در حلقه های اندازه گیری از

سیگنالهای ولتاژ،جریان یا فرکانس استفاده می شود

که اغلب انواع ولتاژو جریان استفاده می شوند.میزان توان برای اندازه گیری یا تغذیه سنسور بر انتخاب

ساختار حلقه تاثیر می گذارد .

برای مثال یک کروماتوگراف گاز استفاده شده برای آنالیز شیمیایی نیاز به توانی بیش از آنچه که توسط یک

حلقه ۲۰-۴ میلی آمپر میسر است دارد و غالبا به شکل چهار سیمه تغذیه می شود . انواع دیگر از اندازه گیری ها

ممکن است خود تحریک باشند یا نیاز به توان کمی برای تغذیه

داشته باشند . در این گونه موارد استفاده از انتقال دو سیمه مناسب بوده و هزینه کمتری را همراه خواهد داشت

 

آرایش حلقه اندازه گیری (Measurements Loop Configurations)

 

حلقه های اندازه گیری در یکی از سه آرایش دو ،سه ،چهار سیمه انجام می شوند . در بعضی

حلقه ها نیاز به تغذیه یا پالایشمحلی سیگنال است و برخی دیگر دارای خروجی هستند که ممکن

است مستقیما توسط سیستم جمع آوری داده به کار گرفته شود.انتخاب هر یک از انواع آرایش تغذیه

و پالایش سیگنال بستگی به نیاز و هزینه آن دارد.

 

حلقه های چهار سیمه (Four-Wire-loops)

حلقه چهار سیمه بالاترین میزان انعطاف پذیری را دارند. زیرا دارای تغذیه ای مستقل از خطوط سیگنال

هستند و بنابراین با محدودیت مصرف توان یا خطاهای ناشی از زمین سیگنال مواجه نیستند.

علی رغم وجود این مزایا ،از انجا که این آرایش با استفاده از تکنیکهای ذاتا ایمن به سادگی اجرا شدنی

نیست و همچنین به سیم کشی اضافی نیاز دارد هزینه بیشتر دارد هر چند برای برخی از ابزار های اندازه

گیری آرایش چهار سیمه تنها انتخاب ممکن است.

به عنوان مثال برخی سنسور ها و تمامی آنالایزرها توان مصرفی بالایی دارندبنابراین تنها می توان از آرایش

چهار سیمه برای این موارد استفاده کرد.

 

حلقه های چهار سیمه (Four-Wire-loops)

 

حلقه های سه سیمه (three-wire-loops)

 

حلقه سه سیمه برخی از ویژگیهای آرایش چهار سیمه را دارند و به دلیل اینکه از یک سیم کمتر استفاده

می کنند دارای سادگی بیشتری و هزینه کمتری هستندایراد این آرایش این است که زمین تغذیه و سیگنال

یکی است . با توجه به تغذیه به کار رفته و مسیر سیم ،افت ولتاژ در مسیر برگشتی مشترک ،به طور قابل

توجهیمی تواند بر دقت انتقال سیگنال مد ولتاژ تاثیر بگذارد. با انتقال سیگنال در مد های جریان و فرکانس در

یک آرایش می توان از بروز این مشکل جلوگیری کرد

 

حلقه های سه سیمه (three-wire-loops)

 

حلقه های دو سیمه (two-wire-loops)

 

وقتی در مورد حلقه های دو سیمه صحبت می شود اغلب افراد به فکر حلقه ۴-۲۰ میلی آمپر

می افتند در حالی که اندازه گیری های دیگری نیز در این دسته قرار دارنداز جمله هر سنسوری

که سیگنالش را خودش تولید می کند می تواند شامل ترموکوپل هاسنسور های PH و ORP باشد.

که این سنسور ها در مد ولتاژ کار می کنند معمولا دارای سیگنالهای خروجی در سطوح پایین

۰-۵۰۰ میلی ولت هستند و بسیار به نویز القایی حساس هستند.آرایش دو سیمه جریانی بر

بسیاری از این محدودیتها غلبه می کند . در این آرایش پالایش سیگنال می تواند به صورت محلی

انجام شود و به دلیل اینکه عملکرد آنبه گونه ای است که نسبتا در مقابل نویز القایی ایمن است در

اغلب اندازه گیری های فرایند به روش استاندارد تبدیل شده است

 

حلقه های دو سیمه (two-wire-loops)

 

آرایش دو سیمه به خاطر استفاده از سیم کشی کمتر دارای مزیت هزینه کمتر و استفاده

آسان تر در تکنیکهای نصب ذاتا ایمن است.این آرایش هم برای طراح ترانسمیترو هم برای طراح

تجهیز جمع آوری داده محدودیتهایی را به وجود می آورد. اول اینکه ترانسمیتر تمام کار ها را با

استفاده از توان محدودی باید انجام دهد .تغذیه سنسور ،تقویت و پالایش سیگنال باید در جریانی

حدود ۴ میلی امپر یا کمتر و در ولتاژی در حدود ۱۲ تا ۳۶ ولت انجام شود ثانیا در گیرنده معمولا

سیگنال باید به ولتاژ تبدیل شده و تغییر سطح مناسبی پیدا کند ، به طوری که تبدیل بعدی به

شکل دیجیتال با استفاده از مبدلهای آنالوگ به دیجیتال قابل انجام باشد . اگر دقت مناسب در

طراحیمدار لحاظ نشود هر دو عمل تبدیل جریان به ولتاژ و تغییر سطح می تواند منجر به خطا

در مقدار صفر و دامنه کلی آن شود

درباره admin

admin
محمد حسین صادقیان فارغ التحصیل مهندسی کنترل ابزار دقیق از دانشگاه شیراز حدود 6 سال تجربه در حوزه های اتوماسیون صنعتی و سیستم های تله متری اسکادا و سیستم های DCS -برنامه نویس پی ال سی - پژوهشگر در زمینه امنیت سایبری سیستم های صنعتی- طراح و مدرس دوره های اتوماسیون صنعتی

این مطالب را نیز ببینید!

rs485

چگونگی اتصال Modbus بصورت RS٤٨٥

چگونگی اتصال Modbus بصورت RS٤٨٥ در اين حالت وسايل بصورت موازي روي کابل Trunk (باس …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *