Current loop ± 20 mA e 4-20 mA

L'interfaccia current loop è da tempo utilizzata nelle applicazioni industriali, in particolare consente il trasferimento delle informazioni da sensori remoti ad unità centrali (o viceversa).  Ha una caratteristica particolare che lo rende molto adatta  per ambienti ostili ed è immune, entro certi limiti ragionevoli, alla distanza dal trasmettitore. Un amplificatore operazionale può essere impiegato nei sistemi current-loop per convertire un segnale di tensione in uno di corrente nel range di ± 20 mA o 4-20 mA, per l'uso in applicazioni industriali di controllo processo.  Per carichi a bassa impedenza, l'uso di amplificatori operazionali ad alta tensione con azionamento ad alta corrente semplificano la progettazione di circuiti, eliminando la necessità di FET di potenza esterni. In questo articolo viene illustrato come utilizzare un amplificatore operazionale in una configurazione current loop a ± 20 mA e 4-20 mA. L'amplificatore operazionale MAX9943 della Maxim Integrated sarà impiegato come esempio per convertire in corrente un segnale di tensione da una uscita del DAC. Per concludere faremo dei cenni ad altre tecniche di design dei sistemi current loop.

1. Introduzione

I loop di corrente sono ideali negli ambienti industriali che richiedono cavi lunghi e dove esistono grandi quantità di interferenze elettromagnetiche tra il dispositivo di acquisizione dati e il trasduttore. Per gli strumenti di controllo del processo industriale, i loop di corrente presentano vantaggi nella precisione del segnale che non è influenzata dalla caduta di tensione nei conduttori di interconnessione. Tipicamente, un anello di corrente comprende un sensore, un trasmettitore, un ricevitore e un ADC o microcontrollore (Figura 1). Il sensore misura un parametro, quale la temperatura e fornisce una tensione di uscita corrispondente. Il trasmettitore converte l'uscita del sensore in un segnale proporzionale di corrente  nel range tipico di 4-20mA.  Il ricevitore riconverte la corrente in una tensione. Un ADC o un microcontrollore con un ADC interno digitalizza la tensione di uscita del ricevitore. Anche se vi è una significativa resistenza elettrica in linea, il trasmettitore di loop, che rappresenta il cuore del sistema, mantiene la corrente corretta fino alla sua massima capacità di tensione. Tali strumenti sono utilizzati per misurare la pressione, la temperatura, il livello, il flusso o altre variabili di processo. Un anello di corrente o current loop può anche essere utilizzato per controllare un posizionatore della valvola o altro attuatore di uscita.  Essi sono intrinsecamente più immuni al rumore di segnali di tensione modulata. Per questo motivo sono ideali per l'impiego in ambienti industriali rumorosi e il segnale può viaggiare su lunghe distanze con le informazioni  inviate in postazioni remote.

figura1

Figura 1: Layout base di un current-loop

Ci sono diverse specifiche dei dispositivi e fattori di forma da considerare nella scelta di soluzioni current loop. Alcuni dispositivi utilizzano canali differenziali, altri di modo comune. [...]

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8 Commenti

  1. Emanuele Bonanni Emanuele 12 gennaio 2016
  2. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio 12 gennaio 2016
  3. AndreaeMatteo 13 gennaio 2016
  4. oklahoma 24 gennaio 2016
    • Enzo.Pignatiello 1 febbraio 2016
  5. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio 24 gennaio 2016
  6. dam.pe 19 aprile 2016

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