Авторизация
Зарегистрироваться

Простой калибратор токового сигнала



Прибор используется для выдачи токового сигнала 4-20мА и измерения постоянного тока до 50мА при внешнем напряжении 24 вольта.
Данный сигнал используется для получения сигналов от различных датчиков с целью управления исполнительными устройствам. Токовая петля 4-20 мА представляет собой стандарт проводного интерфейса, в котором сигнал кодируется в виде аналогового тока. Ток 4 мА соответствует минимальному значению сигнала, а ток 20 мА соответствует максимальному значению сигнала.Широко используется в промышленной электронике.

Преимущества токовой петли:
Во-первых, низкоомный контур в токовой петле обеспечивает высокую стойкость к внешним шумам. В соответствии с законом Кирхгофа сумма токов замкнутого контура равна нулю. По этой причине в токовой петле невозможно ослабление или усиление тока. На практике питание токовой петли осуществляется от источника напряжения 12 до 30 В, но электроника передатчика преобразует напряжение в ток. С другой стороны, интерфейсы, использующие сигналы напряжения, строятся на основе высокоомных контуров, которые оказываются весьма восприимчивыми к помехам.
Во-вторых, токовая петля имеет естественную функцию самодиагностики: если контур разрывается – ток падает до нуля, что автоматически определяется схемой. После этого формируется аварийное предупреждение и производится локализация разрыва.

Ccылки на нужные компоненты:
переключатели
https://aliexpress.ru/item/item/1005003245965547.html
переменный резистор
https://aliexpress.ru/item/item/4001228594100.html
преобразователь сопротивления
https://aliexpress.ru/item/item/4000469200376.html
плата защиты аккумулятора
https://aliexpress.ru/item/item/32786777105.html
повышающий преобразователь
https://aliexpress.ru/item/item/1005001636511712.html

Основной критерии при разработке прибора наилучшие характеристики точности при минимальной цене примерно 10$. Точность измерения тока нужна не менее 0.1%. Поэтому был куплен 5 разрядный милиамперметр с заявленной китайцами точностью 0.08. Сначала хотел сделать пассивный и активный режим( с выдачей 24в, третье гнездо для него), но чтобы народ не путался оставил только пассивный.

Схема прибора



Описание схемы прибора
Сердце прибора преобразователь сопротивления платинового термометра в токовой сигнал.
Он преобразовывает сопротивление 90-330ом в 4-20мА. В нем не работают подстроечники нуля и диапазона. Поэтому с помощью резистора R3 подбирается 0, а резистором R4 диапазон прибора.Переменным резистором осуществляется регулировка тока в диапазоне 4-20мА.
Резистор R1 для ограничения тока замыкания, для очень длинных линий связи можно уменьшить.
Измеритель тока довольно точный милиамперметр на 50 мА (но медленный ацп). Показания на нем можно подстроить подстроечным резистором.
Выключателем S1 осуществляется переключение между режимом измерения и выдачи токового сигнала ( он просто исключает из цепи задатчик тока).
Повышающий преобразователь нужен для повышения напряжения до 6в, так как милиамперметр работает в диапазоне 4-25в.
Плата защиты аккумулятора защищает аккумулятор от полного разряда и перезаряда.

Прибор делается за час. Половина соединений под зажимные винты.Количество паек минимально.

Можно отказаться от резисторов R3 и R4, тогда диапазон изменения тока будет от 3 до 25 мА.
Если нужен вариант с пониженной точностью, но полностью автономный, без внутреннего питания.Включаем вместо электронного миллиамперметра и выкидываем цепи с преобразователем и аккумулятором.
sl.aliexpress.ru/p?key=ZEt7xTw

Результаты сравнения с проф.калибратором

К сожалению у меня нет приборов с точностью от 0.005%
поэтому фото сравнения с профессиональным дорогостоящим поверенным калибратором mA-cal-R (точность измерения тока 0.05%).



Видим чем выше ток, тем больше погрешность. Результат можно улучшить подстроечником милиамперметра( но сразу предупрежу он очень хрупкий).

В полностью собранном виде

Планирую купить +3 Добавить в избранное +30 +41
свернуть развернуть
Комментарии (54)
RSS
+
avatar
  • AVL_2
  • 05 ноября 2022, 15:35
+11
Это не наше, это КИПовцев! ;)
+
avatar
+6
я киповец :)
+
avatar
  • vlo
  • 05 ноября 2022, 15:45
+2
хотелось бы все же увидеть пару слов и про устройство, вынесенное в заглавную картинку — ацп там какой?
явно же не встроенный в микрконтроллер, как у изделий с меньшим количеством разрядов индикатора.
+
avatar
+4
а они рандомные выпускают )
есть на 24 разрядном ацп типа BX5815
а есть и на встроенном 20 разрядном в МК.
и какой именно тебе отправят — не знает никто ))))
+
avatar
0
Честно сказать, я даже не поглядел.Не подумал, что это заинтересует.
+
avatar
0
как раз нужен самодельный задатчик, надо будет собрать… но на работе до сих пор есть приборы и на 0-5мА
+
avatar
+3
У нас только 4-20 на 24в.
+
avatar
+6
;) у нас работают приборы 1969-70 года изготовления… ламповые еще… мало, но есть… поверку правда по ним не проводят, но не снимают… надежные как кувалда :))
+
avatar
  • usb350
  • 05 ноября 2022, 17:34
+9
Подача материала конечно…
+
avatar
+1
Что-то неясно?
+
avatar
  • iamjdoe
  • 06 ноября 2022, 12:19
+5
— Пунктуация.
— «Точность измерения нужна 0.1» — чего? Ампера? Процента?
— Полюса на первой схеме.
+
avatar
+1
Все верно, отвык писать обзоры.
+
avatar
  • usb350
  • 06 ноября 2022, 18:16
+3
Вы в общественном месте, если угодно. То есть не на специализированном ресурсе для «своих». Поэтому, когда что-то выкладываете «своё», в моём видении — надо в двух словах объяснить, для чего это устройство служит. Далее структурная схема и объяснение принципа работы. И лишь потом список деталей, схема и сама конструкция.

А у Вас вышло — вот детали, вот калибратор. Простой человек сидит и думает «а что это было?».

Как-то так.
+
avatar
+3
поддержу. оно-то вроде всё понятно, но изложение рассчитано на тех кто в теме. я, как человек в принципе понимающий, как это всё работает, не сразу допёр до сути рассказа
+
avatar
  • AndrVU
  • 05 ноября 2022, 17:51
0
Сердце прибора преобразователь сопротивления платинового термометра в токовой сигнал.
Он преобразовывает сопротивление 90-330ом в 4-20мА. Сразу скажу лучше взять другой.
Какой?
+
avatar
0
К сожалению ответа нет, потому что надо купить и попробовать другие. Основная моя цель поделится самой идеей. Думаю, что подороже будет лучше.
+
avatar
0
Дорого за этот индикатор…
+
avatar
+5
и сразу давай ссылочку на такой же по параметрам но дешевле
+
avatar
0
Да я привык к стандартным в таком корпусе. Четыре разряда после запятой в быту излишне. Да, возможно для датчиков при поверке это необходимо. А где в автоэлектрике это применимо? Ну для примера хотя бы…
+
avatar
+2
а давай не будем переводить стрелки? есть некое устройство. ты заявляешь что цена завышена. давай сразу ссылочку на дешевый товар, а не обсуждение нафига оно такое кому надо.

я например на подобном индикаторе миллиомметр собирал. на вольтметре, правда, но суть не меняется. автор вот применяет для п(р)оверки датчиков работающих по принципу токовая петля, и там точность измерения тока тоже очень важна, потому что в диапазоне 4-20мА мы имеем диапазон температуры градусов в 600, и 1мА это градусов 40.
комментарий скрыт

+
avatar
+2
отлично. показометров в таком корпусе существует великое множество. и я свой 5-разрядный кажется вольтметр в таком корпусе покупал за примерно такие же деньги. и он стоит этих денег, потому что его характеристики выше прочих «в таком же корпусе». только вот сравнивать по критерию «в таком же корпусе» глупо, примерно как сравнивать жигули и мерседес черного цвета, и говорить что мерседес дороговат, фигня какая-то, вон жигули тоже черные. это не так работает. есть у товара характеристики кроме внешнего вида. и у измерительных приборов платим именно за них.

ах да. чего я завёлся? потому что тут на муське к моему огромному сожалению в последнее время принято подходить с этой точки зрения — я видел похожее сильно дешевле. а то что там общего только корпус — пофиг. хотя обычно важно именно что внутри. и именно от этого зависит стоимость.
+
avatar
0
Ну так и объясните доброжелательно и максимально просто… Вы прекрасно знаете, что здесь собрались люди от ksiman до девушек и у всех разное понимание технических проблем. А если нет времени и желания — просто пропустите…
+
avatar
+2
я еще и объяснять что-то должен?! офигеть.

еще раз:
когда кто-то говорит что некий товар стоит слишком дорого — это подразумевает, что данный кто-то знает где купить такой же по свойствам товар дешевле. не подержанную ладу вместо нового БМВ потому что нафиг мне то БМВ, а ровно такой же товар который показался дорогим, но дешевле. без перевода стрелок на обсуждение необходимости именно такого товара с именно такими свойствами.
+
avatar
+9
Так и не понял глубины творческого замысла этого огорода. Больше всего непонятно желание присовокупить именно подобный нормирующий преобразователь, если контроль все равно по измерительному прибору. Что не понравилось автору в классической схеме на LM317(ТАКОЙ) непонятно.
+
avatar
  • AndrVU
  • 05 ноября 2022, 21:05
+2
Вообще не понятно зачем это делается. Если для каких-то домашних целей (интересно каких?), то в чем смысл такой точности. Если для работы, то там наверняка должен быть сертифицированный прибор. Хотя бы РЗУ-420 или подобный. Или смысл в чем-то другом и задача калибратором токовой петли не решается?
+
avatar
0
Вы вообще удосужились прочитать статью. Про радиатор и дрейф тока я говорить не буду. Может проще взять готовую стабильную схему за копейки.
Это не для домашних целей. Чем собственно плохо точность?
Если можно сделать за копейки.
Есть масса мест, где можно грохнуть дорогостоящий калибратор.
+
avatar
  • AndrVU
  • 05 ноября 2022, 21:55
+2
Есть масса мест, где можно грохнуть дорогостоящий калибратор.
Все можно грохнуть, причем, как говорится, на пустом месте. Но если место реально опасное, идите туда с дешевым, например, вышеупомянутым Овном.
+
avatar
+1
Все к сожалению так просто не делается. Выписывать новое долго. Овен ваш не такой и дешёвый. Мое изделие вполне устраивает. Далее может сделаю 2 выбитых калибратора, если китайцы пришлют нормальные АЦП.
+
avatar
  • AndrVU
  • 06 ноября 2022, 00:58
+1
Овен ваш не такой и дешёвый.
200 долларов? Да ладна! Соизмеримо с 2-3-дневными издержками на одного работника (зарплата, налоги, социалка, спецодежда, мероприятия по ОТ, и т.д. и т.п.) Вот вы сколько времени свою идею вынашивали и воплощали, и где этим занимались? Не могу утверждать, но что-то мне подсказывает, что в рабочее время. Можете не отвечать, мало ли руководитель или, того хуже, владелец предприятия прочитает и задумается ;) Утрирую, конечно, но суть в том, что $200 для промпредприятия на нужное в производстве оборудование — это «пыль».
С другой стороны, вы приобрели ценный опыт и знания, что тоже хорошо, хотя и за счет хозяина. В будущем может пригодится для решения производственных задач.
+
avatar
+3
Про радиатор и дрейф тока я говорить не буду
А зря. Особенно в свете вашего непомерного доверия некоей
готовую стабильную схему за копейки.
Без обид, но пора перестать верить в сказки. Не бывает соболей и по рублю.
Но даже если вам так больно от применения LM317 Есть еще серия микросхем XTR1xx, что также ищется на али и изначально заточена под токовую петлю в самых разных вариантах.
+
avatar
0
кстати, я вместо LM317 пробовал поставить какой-то более современный стабилизатор, так там стабильность поддержания тока очень не понравилась мне. по-моему в зависимости от входного напряжения там прям ого-го как менялся ток. 317 в ровно тех же условиях и ровно с теми же эдлементами работает просто дивно.
+
avatar
0
Сколько часов вы его гоняли? Я гонял 2 часа, уход тока 15 тысячных.
+
avatar
0
там часов не потребовалось. там при изменении входного напряжения в пределах диапазона работы кроны, то есть условно от 6 до 10В ток плавал так что я офигел. что за стаб был — не помню уже. 317 в тех же условиях — без вопросов
+
avatar
  • Tolan
  • 06 ноября 2022, 03:08
+6
Очень сумбурно изложено. Неубедительно, бездоказательно…
+
avatar
+2
Ребята с чего вы решили, что мне надо вам что-то доказать?
Я сделал себе по своей схеме, все работает.Точность примерная 0.013/12х100=0.1.Вполне неплохая.Стоимость в районе 10дол. То есть я справился с поставленной задачей, за час. Мне не надо было ни травить платы, не сильно тратится, чем вы так недовольны. Хотите по другому, делайте по другому и выложите на mysku. Мы все вместе оценим конструкцию.
+
avatar
+1
ну допустим насчет неубедительно и бездоказательно он перегнул палку, но насчет изложения — прав. как-то оно и правда немного сумбурно.
+
avatar
+3
Ничего плохого не вижу, каждый художник видит по своему. И делает балалайки под свои нужды. Я для работы на таком https://aliexpress.ru/item/item/1005002622091437.html сделал, с преобразователем питания.Автор сделал генератор и измеритель в одном флаконе. У меня генератор + тестер. Не везде надо сотки ловить.
+
avatar
0
Хотел тоже сделать активный выход с выдачей 24 в, но для уменьшения человеческого фактора отмел идею.
+
avatar
  • Ammo1
  • 06 ноября 2022, 12:10
+7
Очень не хватает объяснения что это и зачем оно нужно в начале обзора.
+
avatar
0
Да я понял.
+
avatar
0
А это специфичная тема, в основном для КИПовцев и АСУшников
+
avatar
  • Ammo1
  • 06 ноября 2022, 13:12
+5
Ничего страшного. Всё равно остальным надо очень кратко объяснить.
+
avatar
  • ksiman
  • 07 ноября 2022, 08:21
0
Корпус от 2ТРМ1 :)
+
avatar
0
что под рукой
+
avatar
0
Есть схема стабилизатора тока на одном полевом транзисторе с p-n переходом и одном резисторе в цепи истока. Как мне кажется это будет миниатюрнее, чем преобразователь PT100 в ток. Правда… точность стабилизации лично я не исследовал…
В свое время я хотел сделать подобие такого калибратора на Ардуине типа Нано. Однако, через полгода наткнулся на вот такое ссылка изделие и купил его. ОНО может даже синусоиду генерировать… кусочно-линейную.
+
avatar
0
Изделие только выдает и не измеряет. 0.5% бывает много.
+
avatar
0
Скажу сразу не пишите про свои схемы стабилизаторов, как они будут работать длительные промежутки времени и при разных температурах вы не скажете, мне заниматься экспериментами не хотелось. Подобные нормализованные преобразователи нормально работают у нас везде в широком диапазоне температур. Почему это говорю бывает необходимость поставить калибратор в качестве иммитатора датчика на определенный срок. Я могу выставить ток, выключить питание и он далее работает от линии.

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.