ทรานสมิตเตอร์ 2 สาย 3 สาย และ 4 สาย: จ่ายไฟให้ลูปอย่างถูกต้อง

ทรานสมิตเตอร์ 2 สาย 3 สาย และ 4 สาย: จ่ายไฟให้ลูปอย่างถูกต้อง

“ทรานสมิตเตอร์นี้ต้องใช้สายกี่เส้น” เป็นคำถามเรื่องการต่อสาย แต่แท้จริงเป็นเรื่องแหล่งจ่ายไฟ ทรานสมิตเตอร์ต้องทำสองหน้าที่ คือวัดและสื่อสาร จำนวนสายจึงขึ้นกับว่าได้พลังงานจากที่ใด หากเข้าใจผิด ลูปอาจไม่ได้รับไฟ อ่านค่าผิด หรือทำให้การ์ดไหม้ได้

ทรานสมิตเตอร์ 2 สายที่รับไฟจากลูป

ทรานสมิตเตอร์ 2 สายใช้กระแสจากลูปเป็นแหล่งพลังงานเพียงอย่างเดียว สายสองเส้นเดียวกันส่งทั้งไฟเลี้ยง DC และสัญญาณ 4–20 mA ไม่มีสายจ่ายไฟแยก อุปกรณ์จึงเป็นแบบ “รับไฟจากลูป” โดยต่อแหล่งจ่าย 24 V DC อนุกรมในลูปที่ด้านตู้หรือด้านตู้รวมสาย

นี่เป็นรูปแบบมาตรฐานของทรานสมิตเตอร์กระบวนการส่วนใหญ่ ทั้งความดัน อุณหภูมิ ระดับ และอัตราการไหล เพราะใช้เพียงสองสายต่ออุปกรณ์และมีโครงสร้างเรียบง่าย แต่ต้องแลกกับข้อจำกัดด้านกำลังไฟที่เข้มงวด: อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดของทรานสมิตเตอร์ต้องทำงานได้ด้วยกระแสต่ำสุดที่มีในโหมดทำงานและโหมดขัดข้องตามที่ระบุ พร้อมรักษากระแสสัญญาณให้ถูกต้อง ดังนั้นอุปกรณ์ 2 สายจึงมีกำลังไฟภายในจำกัดสำหรับอุปกรณ์อย่างจอแสดงผลขนาดใหญ่หรือเซนเซอร์ที่มีฮีตเตอร์

ทางเลือกกึ่งกลางแบบ 3 สาย

ทรานสมิตเตอร์ 3 สายมีสายไฟเลี้ยงสองเส้นและสายสัญญาณเส้นที่สาม โดยใช้ตัวนำร่วมหนึ่งเส้น เหมาะกับอุปกรณ์ที่ต้องการกำลังมากกว่าลูปจ่ายได้ แต่ผู้ผลิตต้องการลดสายหนึ่งเส้นเมื่อเทียบกับการต่อ 4 สายเต็มรูปแบบ แบบ 3 สายมักใช้เอาต์พุตแรงดัน 0–10 V หรือเอาต์พุต 4–20 mA ที่อ้างอิงจุดร่วมเดียวกับแหล่งจ่าย

จุดร่วมที่ใช้ร่วมกันในอุปกรณ์สามสายต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ แรงดันตกในสายร่วมมีผลโดยตรงต่อสัญญาณแรงดันที่อ้างอิงจุดนั้น ส่วนเอาต์พุตกระแสมีพฤติกรรมต่างกันจนกว่าจะเกินขีดจำกัดแรงดันที่ใช้รักษากระแสหรือขีดจำกัดโหมดร่วม ตรวจสอบความต้านทานตัวนำ ชนิดอินพุต และความต่างศักย์อ้างอิงที่ยอมรับได้ของวงจรจริง

ทรานสมิตเตอร์ 4 สายที่มีไฟเลี้ยงแยก

ทรานสมิตเตอร์ 4 สายมีสองเส้นสำหรับไฟเลี้ยงของตนเอง โดยทั่วไปคือ 24 V DC หรือ 110/220 V AC และอีกสองเส้นสำหรับสัญญาณเอาต์พุต โดยแหล่งจ่ายกับสัญญาณอาจมีหรือไม่มีการแยกทางไฟฟ้าแบบกัลวานิก ใช้เมื่ออุปกรณ์ต้องการกำลังมาก เช่น ทรานสมิตเตอร์เรดาร์ที่มีฮีตเตอร์เสาอากาศ เครื่องวิเคราะห์ เครื่องคำนวณการไหล และทรานสมิตเตอร์ที่มีจอแสดงผลภาคสนามขนาดใหญ่หรือเอาต์พุตรีเลย์

การออกแบบสี่สายมีงบกำลังไฟจากแหล่งจ่ายแยก การแยกระหว่างแหล่งจ่าย สัญญาณ เซนเซอร์ และดินเป็นสเปกเพิ่มเติมที่ต้องตรวจสอบ ไม่ได้เกิดขึ้นเพราะจำนวนตัวนำ ก่อนต่อเข้ากับอินพุตที่จ่ายไฟได้ ให้ตรวจด้วยว่าเอาต์พุตกระแสเป็นแบบแอกทีฟหรือแพสซีฟ

การคำนวณแรงดันตกที่กำหนดว่าลูปจะทำงานได้หรือไม่

สำหรับวงจรกระแสที่รับไฟจากลูป แรงดันจ่ายต้องครอบคลุมแรงดันขั้วต่ำสุดของทรานสมิตเตอร์ ความต้านทานสายไปกลับ โหลดอนุกรม และแรงดันตกของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง เอาต์พุตแรงดันที่มีแหล่งจ่ายแยกใช้การคำนวณโหลดอีกแบบหนึ่ง สำหรับลูปกระแส:

แรงดันจ่าย ≥ แรงดันขั้นต่ำของทรานสมิตเตอร์ + Imax × ความต้านทานอนุกรมรวม + แรงดันตกอื่นตามที่ระบุ โดยมีค่าเผื่อในการออกแบบ

ที่ 20 mA หากสมมติแรงดันขั้นต่ำของทรานสมิตเตอร์ 12 V โหลด 250 โอห์ม และความต้านทานสายไปกลับ 150 โอห์ม จะใช้แรงดัน 12 + 5 + 3 = 20 V เหลือ 4 V จากแหล่งจ่าย 24 V ที่ 22 mA โหลดความต้านทานเดิมใช้แรงดัน 8.8 V ทำให้เหลือ 3.2 V ตรวจสอบกระแสสูงสุดจริง แรงดันจ่ายต่ำสุด แบร์ริเออร์ และค่าความคลาดเคลื่อน ก่อนยอมรับค่าเผื่อนี้

เลือกรูปแบบที่เหมาะสม

การวัดมาตรฐาน 4–20 mA → พิจารณาเครื่องมือสองสายเมื่อความต้องการกำลังและการตอบสนองเหมาะกับงาน

เซนเซอร์ที่มีแหล่งจ่ายหรืออุปกรณ์ที่ต้องการกำลังไม่มาก → ใช้ 3 สาย แต่ระวังข้อผิดพลาดจากศักย์ดินที่จุดร่วม

อุปกรณ์ที่ต้องการกำลังมากขึ้น → ใช้รูปแบบแหล่งจ่ายแยกตามที่ระบุ และตรวจสอบการแยกทางไฟฟ้ากับชนิดเอาต์พุตอย่างชัดเจน

ลูปความปลอดภัยหรือลูปสำคัญ → ปฏิบัติตามคู่มือความปลอดภัยและสถาปัตยกรรมที่อนุมัติ รวมถึงความเชื่อถือได้ของไฟเลี้ยง การวินิจฉัย และการคำนวณแรงดันกรณีเลวร้ายที่สุด จำนวนสายอย่างเดียวไม่ได้ยืนยันความเหมาะสม

คำถามจากช่างเทคนิค

คำถาม 1. จ่ายไฟจากลูปให้ทรานสมิตเตอร์ 4 สายได้หรือไม่

ได้เฉพาะเมื่อผู้ผลิตระบุรูปแบบการทำงานแบบรับไฟจากลูปไว้อย่างชัดเจน อุปกรณ์ที่ใช้แหล่งจ่ายแยกต้องได้รับไฟตามพิกัด สายคู่เอาต์พุตกระแสเพียงอย่างเดียวไม่จ่ายไฟให้อิเล็กทรอนิกส์ของมัน

คำถาม 2. เหตุใด 24 V DC จึงใช้ทั่วไปมากกว่า 12 V

มักให้แรงดันเผื่อที่เป็นประโยชน์สำหรับทรานสมิตเตอร์ ความต้านทานสาย และโหลดอนุกรม เลือกแหล่งจ่ายให้อยู่ในพิกัดของอุปกรณ์และวงจรทุกส่วน ไม่มีเกณฑ์แรงดัน DC ค่าเดียวที่รับประกันความปลอดภัยจากการสัมผัสในทุกสภาพเปียก พื้นที่อันตราย หรือภาวะขัดข้อง

คำถาม 3. ถ้าต่อทรานสมิตเตอร์ 2 สายกับการ์ด 3 สายจะเกิดอะไรขึ้น

ตรวจสอบขั้วต่อจริงและดูว่าอินพุตจ่ายไฟลูปหรือวัดกระแสอย่างเดียว อินพุตบางชนิดรองรับหลายรูปแบบ ใช้แผนภาพวงจรที่อนุมัติ ป้ายจำนวนตัวนำเพียงอย่างเดียวไม่กำหนดความเข้ากันได้

คำถาม 4. ทรานสมิตเตอร์ 4 สายต้องมีไอโซเลเตอร์แยกหรือไม่

ตรวจสอบสเปกการแยกทางไฟฟ้า ชนิดเอาต์พุต และขีดจำกัดโหมดร่วมของอินพุต บางรุ่นมีการแยกตามต้องการอยู่แล้ว บางรุ่นไม่มี สายสี่เส้นไม่ใช่หลักฐานว่ามีการแยกแบบกัลวานิก

คู่มือเทคนิคที่เกี่ยวข้อง

• สัญญาณเอาต์พุตทรานสมิตเตอร์ระดับเรดาร์: เลือกแบบที่เหมาะสม
• การเปลี่ยนทรานสมิตเตอร์ระดับเรดาร์บนถังเดิม: สิ่งใดนำกลับมาใช้ได้

ปรึกษา METRAVON เกี่ยวกับงานวัดของคุณ