Analog sinyal zamana bağlı değişkenlik gösteren sinyal türleridir. Örneğin; basınç, sıcaklık vb. Bu veriler akım amper, gerilim volt gibi bir karşılığa dönüşmesi ve bu dönüşümde ölçüm yapan enstrümanın ölçüm aralığına göre skala edilerek programlaması yapılır. 4 – 20 mA (miliamper) ifadelerine karşılık operatör bilgisayarındaki ekranda analog verinin gerçek değeri aktarılmış olur. Örneğin; 0-100 °C ölçüm aralığı bulunan termokupl. Mesela, 4 mA’de 0 °C, 12 mA’de 50 °C, 20 mA’de ise 100 °C değer karşılıklarına denk gelecektir.
4-20 mA’in programlama konusunda her türlü analog verinin farklı değer aralıklarına göre orantılı değer karşılığı oluşturabilmesidir. Bir başka deyişle sizde kendi projelerinizde kullanacağınız dönüşümlerinizi örneklendireceğiniz bir siteyi sayfa sonuna bırakıyorum. Çoğunlukla programlama işleminde alt ve üst değer girişi dönüşümünü sağlamak kolaydır. Fakat istenilen değere göre bir çıkış aktif etmek istenirse bu hesaplamalardan faydalanmanız gerekmektedir.
Neden 4-20 Miliamper Kullanılır
4-20 miliamper yerine neden 0-20 miliamper kullanılmamaktadır. Bunu tahmin etmek elbette ki zor değil. 0 mA yani hiç bir akımın olmayışı bizlere skala edilen değerin en alt limit değeri ne ise onu verecektir. Fakat ya kablo kopması durumunda sistem bize ne tür geri bildirim verecektir? Mesela aşağıdaki örneği ele alırsak. 150 – 400 bar değer aralığım var. 0 mA alıyorsam 150 bar olarak göreceğim.
Peki değerim 285 bar’dı ve ekran üzerinden bir anda 150 bar değerini görmeye başlıyorum. Burada kafama şöyle bir durum takılacaktır. 285 bar’dan bir anda 150 bar’a inebilir mi? Eğer inemezse ne tür bir sorunla karşı karşıyayım? Burada ilk akla gelen 0 – 20 mA olarak skala edilmişse. Sensör kablosunun kopmuş olabileceğidir. Çünkü 0 mA olduğunda bana 150 bar basınç verecektir. Kablo kopuk durumunda da 0 mA değer vardır. Sorunun kaynağını gördük.
Eğer bu durumdan kaçınmak istiyorsak 4 – 20 mA ile ifadelerimizin karşılıklarını oluşturuyoruz. 4 mA var iken en düşük değeri gösterecektir. Kablo kopma durumunda 0 mA’in karşılığı olmadığı için sistem bizi uyaracaktır.
Aşağıda da proses değer farklılıklarını görüyorsunuz. 0 – 20 mA ve 4 – 20 miliamper değer karşılıklarını gösteren bir dönüşüm tablo yer almaktadır.
4-20 Miliamper Hesaplama Nasıl Yapılır?
Örnek : 150 – 400 barölçüm aralığında olan bir basınç sensörü ve 4 – 20 mA ölçüm aralığına bir sinyal bulunmaktadır. 10.6 mA değerinde kaç barlık bir basınç değeri alırız?
Cevap :
– 10.6 mA’e 4 mA çıkarıyoruz ve 6.6 mA oluyor. (*4 miliamper bizim başlangıç değerimiz bu sebeple çıkarttık)
– 6.6 mA’i 16 mA bölüyoruz ve 0,4125 yani %41.25 oluyor. (*16 mA bizim ölçüm değer aralığımız 4-20 mA aralığına sahibimiz yani 16 mA buradan gelmektedir)
– 150-400 bar bir basınç ölçüm aralığı var ve arasındaki farkta 250 bar olmaktadır.
– 250 bar + (250 bar * 0,4125) ile de sonuca 253,125 bar olarak ulaşmaktayız.
Bir başka örnekte resimdeki gibidir. Kontrolcü sinyali 8.55 mA olduğunda kontrol valfi %28.4 olarak açılacak.
Bu son örnekte de 12 mA’de kaç MPa basınç elde edeceğini soruyor. Diğer örneklerdeki gibi hesaplama işlem adımlarını yaparak sonuca ulaşabiliriz.
Aşağıdaki linkten;
- ölçüm aralığınıza bağlı olarak kaç mA çıkış üretmesi gerektiğini,
- kaç miliamper değerde skala edilen aralık değerin kaç olduğunu size kolaylıkla göstermektedir.
Bu link üzerinden kendi projelerinizdeki dönüşüm hesaplamalarını rahatlıklar yapabilirsiniz.
https://www.sensorsone.com/square-root-extraction-4-20ma-to-linear-measurement-converter/
