Acasă » Curent continuu » 09 - Semnale electrice de instrumentaţie
- Semnale analogice şi semnale digitale
- Sisteme cu semnale de tensiune
- Sisteme cu semnale de curent
- Tahogeneratorul
- Termocupla
- Termopila
- Tensiunea poate fi folosită ca şi semnal analogic pentru transmiterea informaţiei
- Un mare dezavantaj în utilizarea tensiunii pe post de informaţie constă în posibilitatea ca tensiunea la bornele aparatului indicator (voltmetru) să fie mai mică decât căderea de tensiune la bornele sursei de tensiune datorită rezistenţei cablurilor şi utilizării unei cantităţi de curent de către voltmetru
- Căderea de tensiune din lungul cablurilor electrice constituie o eroare de măsură
Măsurarea înălţimii apei dintr-un bazin
Utilizarea tensiunii variabile pentru semnalele de instrumentaţie pare o soluţie bună în acest caz. Să vedem aşadar cum am putea folosi un semnal de tensiune pentru a măsura cantitatea de apă dintr-un bazin:
Traductorul din diagrama alăturată conţine propria sursă de tensiune, iar potenţiometrul este acţionat de un plutitor ce se află în interiorul bazinului, poziţia acestuia depinzând de nivelul apei. Indicatorul nu este nimic altceva decât un voltmetru cu o scală calibrată (modificată) pentru citirea unei anumite înălţimi a apei (cm, m, etc.) în loc de volţi.
Pe măsură ce nivelul apei suferă modificări, plutitorul se va mişca şi el. Această mişcare a plutitorului va modifica poziţia periei potenţiometrului, modificând astfel căderea de tensiune dintre cele două puncte la care este conectat voltmetrul. Prin urmare, tensiunea măsurată de voltmetru va depinde de nivelul apei din bazin.
Acest sistem elementar traductor/indicator este fiabil şi uşor de înţeles, însă are unele neajunsuri. Probabil că cel mai mare dintre ele este influenţa pe care o poate avea rezistenţa cablurilor electrice asupra mărimii de măsurat. Voltmetrele reale utilizează valori foarte mici ale curentului datorită rezistenţei lor interne, deşi, ideal ar fi ca acest curent să fie zero.
În acest caz, va exista o cantitate mică de curent prin cele două cabluri conductoare. Cablul având la rândul lui o valoare a rezistenţei diferită de zero, va prezenta şi o cădere de tensiune în lungul lui, ca şi în cazul unui rezistor; căderea de tensiune la bornele voltmetrului va fi astfel mai mică decât tensiunea totală generată de traductor prin intermediul potenţiometrului. Această pierdere de tensiune, oricât de mică, constituie o eroare de măsură:
În figura alăturată au fost adăugate simbolurile rezistorului pentru cablurile electrice pentru a indica ceea ce se întâmplă de fapt într-un sistem real. Valorile acestor rezistenţe pot fi reduse folosind cabluri electrice mai groase (şi mai scumpe) şi/sau putem evite efectele lor cu ajutorul unui voltmetru cu o rezistenţă internă foarte mică (complexitate sporită).
În ciuda acestui dezavantaj, semnalele de tensiune sunt încă folosite în multe aplicaţii datorită design-ului lor extrem de simplu. Un standard des folosit este de de 0-10 volţi, unde 0 volţi reprezintă 0% din valoarea de măsurat, 10 volţi 100%, 5 volţi 50%, etc. Un alt domeniu folosit este cel de 1-5 V, ce utilizează conceptul de zero real pentru detectarea cazurilor de defect.