En l’automatització industrial, s’utilitzen àmpliament els sensors amb sortides de corrent de 4 a 20 mA. El primer d'aquests valors correspon al límit inferior del rang del valor mesurat, el segon al superior. Permetin explicar amb un exemple abstracte: un sensor determinat mesura el nombre de gats al soterrani que oscil·la entre 0 i 500 gats. Els gats zero corresponen a 4 mA, cinc-cents gats - 20 mA. Suposem que ara hi ha 200 gats al soterrani. Calculem el corrent que el dispositiu hauria d’emetre a la línia: I = 4 + 200 ((20-4) / 500) = 10,4 mA. Ara passarem al costat del dispositiu receptor i calcularem el nombre de gats en funció d’aquest valor actual: N = (10,4-4) (500 / (20-4)) = 200 gats. No s’imposen requisits per a la precisió de la resistència de la línia i la càrrega al receptor: es troba un estabilitzador de corrent al sensor, a causa del qual la tensió aplicada a la línia s’ajustarà automàticament exactament com es requereix per obtenir un corrent determinat. Per descomptat, “en producció” hi haurà graus o megapascals avorrits en lloc dels gats. I si el corrent baixa a zero mA, es considerarà un trencament de línia.
Quan s’ajusta el sistema, que inclou un sensor i un receptor, és necessari verificar la presència i la correcció de la segona resposta a un canvi de corrent en tot l’interval. Per fer-ho, en lloc del sensor, s’inclou un regulador de corrent regulable a la línia, el valor del qual depèn de la posició del mànec de la resistència variable. Un d'aquests dispositius assistents va ser desenvolupat per Instructables amb el nom de lawsonkeith. Funció addicional casolans és la generació d'una tensió estable de -10 a +10 V i de 0 a +20 V, la qual cosa és útil per configurar circuits en un amplificador op.
Tenint una font de tensió estable de 5 V i una resistència variable amb la característica A, és fàcil obtenir una tensió que varia fàcilment de 0 a 5 V. Aquesta tensió es pot aplicar a una font de corrent controlada per tensió (IITS), el circuit de la qual es mostra a continuació. Aquí R1 és la resistència que determina el límit superior de la regulació actual (5 V / 250 Ohms = 0,02 A), i RL és la resistència total de la línia i la càrrega, quan la corrent no canvia dins de certs límits. El circuit permet simular situacions d’emergència (corrent de 0 a 4 mA) i regular (corrent de 4 a 20 mA).
Passem al diagrama complet del dispositiu:
Està alimentat per una font de tensió unipolar de 20 a 24 V (no mostrada al diagrama). L’assistent va seleccionar un convertidor de impuls impuls impulsat per Krona. Hi ha una resistència d’afinació a la placa del convertidor, que s’hauria d’establir a uns 22 V.Cal tenir en compte que, amb una humitat elevada, fins i tot aquesta tensió pot suposar un cert perill.
La font de la tensió de referència (ION) del dispositiu és un estabilitzador ordinari 7805. Al primer amplificador op del dispositiu, aquesta tensió, igual a +5 V, es proporciona superant qualsevol element d'ajustament. S'activa de manera que es dobli aquesta tensió, per la qual cosa a la seva sortida apareix una tensió estable de +10 V respecte al fil comú.
També s’aplica la tensió del model a una resistència variable, a partir del contacte mòbil de la qual, com s’ha esmentat anteriorment, és possible eliminar una tensió que canvia de forma suau de 0 a +5 V. S’ofereix a les entrades del segon i tercer amperi op. El primer l’amplia quatre vegades, permetent passar de 0 a +20 V respecte al cable comú, o de -10 a +10 V respecte a la sortida del primer amplificador op.
Finalment, el tercer op-ampli s’activa pel mètode descrit anteriorment, que el converteix en una font de corrent estable de 0 a 20 mA. Els circuits dels segons i tercer op-amps estan equipats amb resistències d’afinació, que permeten la selecció més precisa dels factors de guany.
Per augmentar la fiabilitat, el dispositiu està equipat amb díodes de protecció i termistors amb un coeficient de temperatura positiu.
El cos el selecciona el mestre com a acabat, com el Hammond 1593PBK. Però una caixa de juntes ordinària és molt més barata i no és pitjor en força. Al panell frontal, el mestre fa forats per al LED i una resistència variable. El forat de petit diàmetre està destinat a un tancament que protegeix la carcassa de la resistència variable del gir.
A sobre d'aquests forats, el mestre enganxa l'escala, alineant els cercles que hi ha als forats forats:
Després posa en marxa una resistència variable, un LED i un interruptor d'alimentació:
El panell frontal del dispositiu està a punt:
L’assistent afegeix un convertidor d’increment al dispositiu:
I l’ajusta a un voltatge de l’ordre de 22 V (no cal precisió molt alta aquí):
Prenent el xip LM324 que conté fins a quatre amplificadors op (un d’ells romandrà inactiu), l’assistent munta el circuit en una placa de circuit imprès, però també és adequat una maqueta:
Fa sondes:
Col·loca la placa al estoig i la connecta al convertidor d’impulsió, LED, resistència variable i sondes:
Finalment, l'assistent comença a provar el dispositiu:
La comprovació és necessària:
- tensió +5 V entre la sortida de l'estabilitzador 7805 i el fil comú
- tensió de +10 V entre la sortida del primer amplificador op i el cable comú
- tensió, de 0 a 20 V, entre la sortida del segon operador i el cable comú
- tensió, canviant de -10 a +10 V, entre les sortides del segon i primer amperi
- actual, canviant de 0 a 20 mA, a la sortida d'una font de corrent recollida al tercer amplificador op.
Si utilitzeu el disseny, també podeu controlar la tensió o el corrent amb el mateix multímetre. Quan es mesura el voltatge generat pel dispositiu, es canvia en un mode voltímetre i es connecta paral·lelament a la sortida. Quan es mesura el corrent generat, canvieu al mode mil·límetre i activeu el circuit en sèrie. Corrent o tensió que canvia suaument, depenent del que estigui dissenyat el dispositiu receptor, observeu la seva reacció al que passa. En aquest cas, és impossible evitar la creació de situacions perilloses per actuadors controlats pel dispositiu receptor.