Аналоговые входные и выходные сигналы приборов, датчиков, расходомеров и устройств автоматизации.

Аналоговые, токовые и напряжения, входные и выходные сигналы приборов, датчиков, расходомеров и др. устройств автоматизации. 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА, 0-0,01 В / 0-1В / 0-10 В.

Первычные измерительные приборы (температуры, давления, веса, сопротивления, влажности, расхода и т.д.) реализуют тот или иной физический эффект. Поэтому, первичный выходной сигнал от них может быть, в принципе, любым. То, что мы называем в повседневной жизни “датчиком со стандартным сигналом выхода” на самом деле состоит из первичного измерительного прибора и преобразователя первичного сигнала в стандартный токовый сигнал или стандартный сигнал напряжения. Продолжение – после поясняющего рисунка:

Рисунок: Стандартная схема преобразования аналоговых сигналов в системах автоматизации.

Почему самым популяным стал входной-выходной аналоговый сигнал 4-20 мА? Потому, что обрыв в цепи с сигналом 0-20 мА обнаружить нельзя, так как ток, равный нулю – допустим, а 0 в токовой петле 4-20 мА однозначно свидетельстует об обрыве.

Легко догадаться, что токовый сигнал выдается генератором тока, а аналоговый – генератором напряжения. Ни тот ни другой не являются и не могут быть бесконечно устойчивыми, поэтому, на цепи этих сигналов накладываются некоторые ограничения. Две таблички ниже дают сводную информацию по самым популярным сигналам, а подробные требования к цепям для таковых сигналов и к самим сигналам смотри в ГОСТ 26.011-80.

Таблица 1. Требования к цепям аналоговых сигналов напряжения постоянного тока. Аналоговые сигналы напряжения.

Signal напряжения, В	Нагрузочное сопротивление, Ом, не более	Входное сопротивление приемника Oм, не менее
От 0 до 0, 01 включит	-	10000
От 0 до 1 включит.	-	10000
От 0 до 10 включит.	2000	-

Таблица 1. Требования к цепям аналоговых сигналов постоянного тока . Аналоговые токовые сигналы. Аналоговые токовые петли. Постоянный ток.

Signal тока, мА	Выходное сопротивление источника, Ом, не менее	Входное сопротивление приемника Oм, не более
От 0 до 5 включит	2500 (2000)	500
От 0 до 20 включит.	1000 (500)	250
От 4 до 20 включит.	1000 (500)	250

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И АВТОМАТИЗАЦИИ.
СИГНАЛЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
НЕПРЕРЫВНЫЕ ВХОДНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ

ГОСТ 26.011-80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Moscou

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И АВТОМАТИЗАЦИИ. СИГНАЛЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НЕПРЕРЫВНЫЕ ВХОДНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ Measuring and automation devices. Input and output current and voltage continuous signals

GOST 26.011-80

Срок действия с 01.01.82

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

1. Настоящий стандарт распространяется на средства измерений и автоматизации (СИА) и устанавливает основные параметры электрических непрерывных входных и выходных сигналов тока и напряжения, предназначенных для информационной связи между СИА.

Стандарт не распространяется:

на генераторные первичные преобразователи СИА с выходными сигналами, параметры которых однозначно связаны с преобразуемой физической величиной и по своей природе не зависят от конструкции и параметров самого преобразователя, и на устройства, воспринимающие эти сигналы (в части входных сигналов);

на СИА, сигналы которых выдаются только на устройства, поставляемые и работающие комплектно с ними (в части этих сигналов).

Пояснение терминов, используемых в настоящем стандарте, дано в справочном приложении.

2. Пределы изменения силы тока сигналов постоянного тока для СИА, в том числе и входящих в агрегатные комплексы (АК), а также входные и нагрузочные сопротивления следует выбирать из табл. 1.

Le tableau 1

___________

* Допускается по согласованию с потребителем.

Примечание. Значения, указанные в скобках, относятся к СИА, выполненным на интегральных микросхемах.

3. Пределы изменения абсолютных значений сигналов напряжения постоянного тока, входные и нагрузочные сопротивления следует выбирать по табл. 2.

Le tableau 2

____________

* Допускается по согласованию с потребителем.

Примечание. Значения нагрузочных сопротивлений, не указанные в табл. 2, должны быть установлены в стандартах и (или) технических условиях на СИА конкретного вида.

2, 3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4. Пределы изменений амплитудных значений сигналов напряжения переменного тока частотой 50 и 400 Гц необходимо выбирать из следующих значений:

от 0 до 0,5 В

от -1* до 1 В

от 0 до 2 В

5. Пределы изменения составляющих относительных значений сигналов напряжения постоянного тока и амплитудные значения переменного тока частотой 50 и 400 Гц следует выбирать из табл. 3.

Таблица 3

6. Значения пульсации сигналов постоянного тока и напряжения должны быть не более 0,1; 0,25; 0,6 % верхнего предела изменения выходных сигналов и устанавливаться в стандартах и (или) технических условиях на СИА конкретного вида.

Примечания:

1. Указанное нормирование относится к случаям, когда информацию несет мгновенное значение сигнала. Если информацию несет среднее значение сигнала, то нормирование пульсации следует проводить в стандартах и (или) технических условиях на СИА конкретного типа.

2. Значение пульсации сигналов тока при нагрузочных сопротивлениях, не превышающих значений, указанных ниже, следует устанавливать в технических условиях на СИА конкретного вида.

От 0 до 5 мА включ. 1000 Ом

» -5 » +5 мА » 1000 Ом

» 0 » 20 мА » 250 Ом

» 4 » 20 мА » 250 Ом

» -20 » +20 мА » 250 Ом

» -100 » +100 мА » 50 Ом

(Измененная редакция, Изм. № 1).

7. Коэффициент гармоник сигналов напряжения переменного тока должен быть не более 5 %.

8. Угол сдвига фазы сигнала напряжения переменного тока по отношению к фазе напряжения питания или фазе тока питания, сдвинутой на 90°, выбирают из следующего ряда: (0 +/- 0,5), (1 +/- 0,5), (2 +/- 0,5), (3 +/- 1,0), (5 +/- 1,0), (7 +/- 1,5)°.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

___________

* Знак минус означает сдвиг фазы сигнала на 180°.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

ПОЯСНЕНИЕ ТЕРМИНОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ

Сигнал напряжения – сигнал, поступающий от источника с входным сопротивлением, значение которого намного меньше входного сопротивления приемника сигнала.

Сигнал тока – сигнал, поступающий от источника с выходным сопротивлением, значение которого намного больше входного сопротивления приемника сигнала.

Абсолютное значение сигнала напряжения – напряжение, соответствующее значению измеряемого параметра.

Относительное значение сигнала напряжения – отношение между собой двух напряжений, дающее информацию о значении измеряемого параметра.

Нагрузочное сопротивление – сумма сопротивлений всех соединенных приемников сигнала и линий связи.

Пульсация – разность между наибольшими и наименьшими мгновенными значениями сигнала.

Коэффициент гармоник – по ГОСТ 16465-70.

(Измененная редакция, Изм. № 1).