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Bobby Brown
更新 2021-04-26
類比電流輸出概述

本文摘要

  • 類比輸出是直觀且易於操作的通訊方式,但需要一對一的連接,不適合大型系統。
  • 類比電流輸出使用電流表示不同的物理量,但可能存在範圍不匹配的問題。
  • 接收訊號時應特別注意感測誤差和電路阻抗對通信效果的影響。

本文目錄

LORRIC 蹼輪式流量計的通訊包含 OCT 輸出、類比輸出、RS485,其中類比電流輸出的操作較易理解,因而是常見的通訊輸出方式,LORRIC 為了增進使用者對類比電流輸出的理解,以下詳盡描述類比輸出 Analog output 的原理和優缺點。


一、類比輸出 Analog Output

指系統輸出為連續變化的物理量,如電壓、速度等,其優點為直觀的輸出方式且易操作、反應速度較快,因而常用於小型系統作資訊回傳。由於使用明確的電子物理量,可使用三用電錶進行除錯,相較其它通訊簡單好懂。 接線方式必須一對一傳輸,一組專用線對一台終端設備,因為回訊速度最快,最適宜進行回授控制,優點為延遲最小;但同時,其缺點也為一對一通訊,若為大型系統,接線所對應的端口也較多。

二、類比電流輸出 Analog current output

利用電流輸出,電流微小,使用單位為 mA,市面上常見的為 0-20mA、4-20mA 和 0-24mA ...等不同的類比輸出範圍,因而時常發生接線的部分不適用另一台機器,無法一體適用,須事先確認每台機器的適用範圍。
類比電流輸出(mA 與流量對照圖)
4-20mA,即輸出範圍 4~20電流(mA),設計者讓欲量測的物理數值範圍與電流數值範圍對應,例如:流量、壓力、流速、、等,若以瞬時流量為例,4mA 對應 40Lpm、20mA 對應 200Lpm,為線性關係(參考下圖)。
類比電流輸出為工業界常用的通訊方案,僅規定輸出的物理量,可於沒規定到的部分做很多變化,例如主機是否需要外部供電、4-20mA 是否需要外部供電或感測器本身直接輸出電流、接電與否等變化。

三、接收訊號的問題

1. 感測誤差

假如輸出為 4.000,但接收端的感測器只能判別 4.0 或 4.1,接收端和輸出端就是不同的小數點,必須讓接收端量準確,輸出端也要輸出準確,如此的量測效果才有意義,而現場也會有各式各樣的情況導致與使用者的預期結果產生誤差,例如使用者預期是 4.000mA,實際輸出卻為 3.992mA,因而在 LORRIC 蹼輪式流量計的主機裡有輸出微調功能,微調 0、4、20mA 的輸出值,單位是 uA,使用者可於接線後,先讀取接收端的數字,利用此功能微調輸出值到想要的數字。讓數字與預期一致。若使用者認為輸出已經很準確就不需要微調。

2. 提高供給電壓或是降低阻抗解決電流無法如預期調整問題

提高供給電壓或是降低阻抗解決電流無法如預期調整問題
電路要求電流傳輸,若電路阻抗很大,電流無法如預期調整,只能達到某個數據後便停止。這時就要靠提高供給電壓或是降低阻抗解決問題。

3. 供電端電流輸出不足造成通訊不如預期

供電的源頭本身電流不足,例如很多台機器共用一個電源,供電端電流輸出不足也會造 成通訊不如預期。甚至可能導致感測器工作異常。
[1]

參考資料

  1. ^ wikipedia-類比電路
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