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La fisica y quimica

Sistemas de señal actual

 

Fuente actual

 

Es posible mediante el uso de amplificadores electrónicos diseñar un circuito que genere una cantidad constante de corriente en lugar de una cantidad constante de voltaje. Esta colección de componentes se conoce colectivamente como una fuente actual , y su símbolo se ve así:

 

current source

 

Una fuente de corriente genera tanto o tan poco voltaje como sea necesario a través de sus cables para producir una cantidad constante de corriente a través de ella. Esto es justo lo contrario de una fuente de voltaje (una batería ideal), que generará tanta o tan poca corriente como la demanda el circuito externo para mantener constante su voltaje de salida.

 

current with voltage source

 

Las fuentes de corriente pueden construirse como dispositivos variables, al igual que las fuentes de voltaje, y pueden diseñarse para producir cantidades muy precisas de corriente. Si un dispositivo transmisor se construyera con una fuente de corriente variable en lugar de una fuente de voltaje variable, podríamos diseñar un sistema de señal de instrumentación basado en corriente en lugar de voltaje:

 

instrumentation signal system diagram

 

El funcionamiento interno de la fuente de corriente del transmisor no necesita ser una preocupación en este punto, solo el hecho de que su salida varía en respuesta a cambios en la posición de flotación, al igual que la configuración del potenciómetro en el voltaje El sistema de señal variaba la salida de voltaje según la posición de flotación.

 

Observe ahora que el indicador es un amperímetro en lugar de un voltímetro (la escala calibrada en pulgadas, pies o metros de agua en el tanque, como siempre). Debido a que el circuito es una configuración en serie (que tiene en cuenta las resistencias del cable), la corriente será exactamente igual a través de todos los componentes. Con o sin resistencia de cable, la corriente en el indicador es exactamente la misma que la corriente en el transmisor y, por lo tanto, no se produce ningún error, ya que podría haber un sistema de señal de voltaje. Esta garantía de degradación de señal cero es una ventaja decidida de los sistemas de señal de sobretensión de los sistemas de señal actuales.

 

El lazo de corriente de 4-20 mA

 

El estándar de señal de corriente más común en el uso moderno es el bucle de 4 a 20 miliamperios (4-20 mA), con 4 miliamperios que representan el 0 por ciento de la medición, 20 miliamperios que representan el 100 por ciento, 12 miliamperios que representan 50 por ciento, y así sucesivamente. Una característica conveniente del estándar de 4-20 mA es su facilidad de conversión de señal a instrumentos indicadores de 1-5 voltios. Una simple resistencia de precisión de 250 ohmios conectada en serie con el circuito producirá 1 voltio de caída a 4 miliamperios, 5 voltios de caída a 20 miliamperios, etc.:

 

4-20 ma current loop diagram

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Porcentaje de medición Señal de 4-20 mA Señal de 1-5 V
0 4,0 mA 1,0 V
10 5,6 mA 1,4 V
20 7,2 mA 1,8 V
25 8,0 mA 2,0 V
30 8,8 mA 2,2 V
40 10,4 mA 2,6 V
50 12,0 mA 3,0 V
60 13,6 mA 3,4 V
70 15,2 mA 3,8 V
75 16,0 mA 4,0 V
80 16,8 mA 4,2 V
90 18,4 mA 4,6 V
100 20,0 mA 5,0 V

 

La escala de bucle actual de 4-20 miliamperios no siempre ha sido el estándar para los instrumentos actuales: durante un tiempo, también hubo un estándar de 10-50 miliamperios, pero ese estándar ha quedado obsoleto. Una razón para la supremacía eventual del bucle de 4-20 miliamperios fue la seguridad: con voltajes de circuito más bajos y niveles de corriente más bajos que en los diseños de sistemas de 10-50 mA, había menos posibilidades de lesiones por choque personal y / o la generación de chispas capaces de encender atmósferas inflamables en ciertos entornos industriales.

 

REVISIÓN:

 

     

  • Una fuente de corriente es un dispositivo (generalmente construido con varios componentes electrónicos) que emite una cantidad constante de corriente a través de un circuito, al igual que una fuente de voltaje (batería ideal) que emite una cantidad constante de voltaje a un circuito
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  • Un circuito de instrumentación de “bucle” de corriente se basa en el principio del circuito en serie de que la corriente es igual a través de todos los componentes para garantizar que no haya error de señal debido a la resistencia del cableado.
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  • El estándar de señal de corriente analógica más común en el uso moderno es el “lazo de corriente de 4 a 20 miliamperios”.
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