如何將4-20ma類比訊號,調整百分比限制輸出(斜率調整) - 汽車

Daph Bay avatar
By Daph Bay
at 2013-05-28T00:00

Table of Contents

我有一個感測器輸出類比訊號4-20ma 450Ω,
可否調整百分比限制輸出(斜率調整),
再輸入給受控制的元件(輸入4-20ma)。
原本是感測器輸出直接連接受控制的元件,可否有現成的商品可安裝在兩者之間,
將感測器的信號,視情況可手動調降90%、80%、70%、60%不等的輸出值,
再輸入給受控制的元件。
Ps.不可造成感測器損壞
Update:
Jack TAN大大:
可以請教您嗎?我有仔細閱讀您的回答,也爬文努力去瞭解您的內容,
您提到的控制器算是PID控制器嗎?(雖然還不是很清楚什麼是PID控制器)
如果我需要調整的誤差不需要很精準,可否使用可變電阻,例如500Ω 1W來做調整,
因為來源是4-20ma的類比訊號,要輸入的元件也是4-20ma的類比訊號,
這樣會造成感測器損壞嗎?還是會造成其他問題?
使用可變電阻調整是以百分比限制輸出,還是只會截掉較高的頻段呢?
不好意思,我並非此相關科系,請您多指教。
請教您的內容,如陳述不佳,也請多多包涵!
Update 2:
Jack TAN大大:
您的深入淺出的回答,小弟受益良多。PID的形容比原廠網頁描述的讓人易懂。
可以再請教您嗎?我盡量描述清楚一些我的問題。
我的感測器是感測距離,輸出是類比信號4-20ma,會依照感測距離變化輸出不同ma值。
感測器的輸出線路會連接到比例閥,比例閥的輸入信號是類比4-20ma,
比例閥會依照感測器輸出的ma值動作,用來做為張力的控制。
Update 3:
但問題來了,受張力的物品,並非品質都一致,若照正常輸出的張力,
對於有些品質稍差的來說,可能張力稍大,如果能在兩者間斷開線路,
加裝一個現成的商品,視物品情況,可用旋扭即時來調降送入比例閥的ma值,
比如大約下修1成或2成的ma值送入比例閥,那張力也就降低1成或2成。
可能就會解決此問題,只是不瞭解什麼適合的商品可運用,又怕造成感測器損壞。
Update 4:
JON 大大:
您的意思是,小弟將感測器所輸出的類比信號4-20ma,接到VR的1、2腳位,
2、3腳位再接到比例閥,調整VR作分流電流控制,如VR調減約10%來說,
則輸出到比例閥約90%,是這樣嗎?可否請教您:
Update 5:
因為我的感測器會隨著距離變化,故來源的ma值是一直變化的(非固定),
如果接了VR,不管來源是多少ma值,經過VR都是依據VR調降的%來輸出嗎?
(如VR調降20%,來源20ma則輸出約16~17,那來源10ma則輸出約8~9)
我的感測器輸出規格是類比訊號4-20ma 450Ω,可用470Ω 2W的VR嗎?還是要用到3KΩ?
VR回復至100%,為何要斷開接地是有什麼用意,將VR調到最大可行嗎?
不好意思,小弟非本科系,請您多包涵、指教。
Update 6:
使用VR會導致來源的感測器壽命減短或損壞嗎?
Tags: 汽車

All Comments

Joe avatar
By Joe
at 2013-05-29T10:08
如果你要做RESCALE那有些TRANSMITTER就有這個功能.
如果你要做OFFSET有些TRANSMITTER也有這個功能
如果你兩者都要做 比較簡單的方式用YOKOGAWA UT系列的數位顯示控制器或是同等品你的所有需求都可以達成.

2013-05-29 21:43:07 補充:
提到的控制器算是PID控制器嗎?
A: YES, 但是依你的需求不會用到PID的功能, 而是在信號轉傳的功能.
先岔開話題把4~20mA的觀念稍微說一下.
假設有一個4~20mA的溫度信號原本代表的意義是0~100度C那代表測量到50度C的時候, 信號會輸出12mA.
如果想讓對方收到4~20mA信號是代表20~80度C時
4mA=20度C這個動作要靠OFFSET完成
20mA=80度C這個動作要靠RESCALE完成
這樣原本一支0~100度C輸出4~20mA的溫度感測器才會變成20~80度C的信號輸出.
2013-05-29 21:52:16 補充:
因為不曉得你要改啥信號, 再者又要能做%調整, 所以才會推薦你UT系列的數位控制器.
"加電阻"這個想法是跟你的需求背道而馳的.
如前述例子如果你加了串連電阻, 那會對信號分壓, 結果會是溫度感測器一樣是0~100度C輸出4~20mA(因為它是電流源信號), 但是對方收到信號的意義卻是4~mA = 0度, 但100度的信號可能只有原來的50%, 因為信號被衰減分壓分掉了.
所以簡單說, 你要的需求吧, 如果你現在的感測器是0~100度C輸出4~20mA你想要對方收到啥數值且代表啥意義, 這樣比較能幫上你的忙
2013-05-29 22:08:33 補充:
補充PID控制器
PID是控制的方式, P比例+I積分+D微分控制
對於非本科或初學者我常以開車來說明.
如果你開車在高速公路, 我要你達成定速80公里且正負誤差不可超過5公里從台北開到高雄, 你要怎麼做呢.
你的油門一定不會是永遠踩一半就可以一路到底完成任務.
上林口爬坡道要猛踩油門不然速度會低於要求的時速.
可是下坡時不但要放掉油門甚至要踩煞車才不至於超速.
而原本你開小轎車完成任務, 我要你開巴士或大貨車也都要定速80公里.
但是同樣遇到林口爬坡道你的油門與煞車的比例一定不會跟小轎車一模一樣
甚至連踩油門與煞車次數與頻率也都不同.
大概就這概念.
2013-05-29 22:13:07 補充:
而在一段長直線的平路, 有時你可能油門只輕踩一點點, 有時卻是點踩煞車, 因為任務是為了要80公里時速, 而不是油門或煞車踩多少的問題.
2013-05-30 00:30:39 補充:
一樣用開車的例子繼續說明.
PID的參數其實是對車子的油門靈敏度與煞車靈敏度甚至是車子的引擎特性做出來的一套參數.
如果你會開80公里定速, 過了新竹後 我又給你的命令 車子換開65公里定速到台中, 過台中後我要你一路開140定速到雲林....
其實一路中你(PID參數)都在執行(OUT=腳踩油門或煞車)控制車速, 要開多快是我(SV=設定值) 要求的, 至於時速有沒有符合標準是你看到時數表(PV=實際值)一直在做修正的.
所以你的需求實際上是要一個PID控制器作為核心, 比量閥只聽命於OUT信號, SV是你適度要求的SV值, 感測器是實際的PV值.
2013-05-30 00:47:28 補充:
如果你把OOT = Pv 或是 OUT = k(某假設常數) * Pv 都是比例控制而已.
這就好像只給你這個開車規則 車子一上路油門2/3, 車子時速80公里,
油門踩1/3車速是40, 踩到底車速是120.
油門一直維持2/3, 平路這法則可能沒問題, 但是上坡下坡時的車速一定就不會是80
因為你聽命的規則只能是比例輸出而已.
符合實際需求的控制是PID 再進階是 FUZZY, 如果都只做P控制, 你隨時要以人工注意擔心現在有沒有狀況, 這是很累的事.
2013-05-31 23:29:57 補充:
Q:使用VR會導致來源的感測器壽命減短或損壞嗎?
A: 不會, 但是4-20mA 是個線性信號曲線, 不論是串聯或並聯除了導致信號壓降或分流的電氣信號的改變外, 對於接收端的還原與信號解讀都會偏移.
偏移後的結果是不是自己想要或預期的要想清楚囉.
2013-06-04 13:44:21 補充:
阿明兄 補述的很清楚唷 讚 !!!
Sarah avatar
By Sarah
at 2013-05-29T08:05
我用不同方式解釋一下PID控制器功能,
要讓車子定時速80公里,, 速度感測器的偵測車速和設定車速80公里,兩誤差值依比例控制加減油門,達到恆定80公里時速,。
為什麼還需積分控制?偵測車速的速度感測假設是需要時間,假設偵測會需延後1秒才能得到現在車速,車子加速馬力又很大,速度感測輸出80公里時,實際車子已經到達90公里,因為感測器80公里是前一秒資料,下一秒感測器會輸出90公里,太快開始減車速,減到偵測感測80公里時,實際車子已經70公里,車子速度70~90公里行駛車速振盪無法收歛,加入積分控制,讓它趨近設定車速緩慢加速不振盪能收歛
2013-06-04 11:16:43 補充:
補充一下
有些被控制的物體有移動慣性,比例控制電路修正到達設定正確目標值時,比例控制電路完成停止修正,因為被控制物體有移動慣性它還繼續移動一些,造成過度修正,需再次往下修正,結果一樣會不斷上下振盪修正,這種現象一樣需加入微分及積分控制電路才能迅速控制修正,才能穩定控制目標值,不會上下振盪修正
Caitlin avatar
By Caitlin
at 2013-05-29T13:43
最簡單的辦法是將電流分流,方法是併聯一個0~250歐姆可變電阻,將部分電流引到其他地方即可,
2013-05-31 07:12:41 補充:
假如20mA 分流10%,2mA,亦即輸出變為90%,依並聯電阻計算公式,可併聯一
3K毆姆可變電阻,依你需求改變電阻
此併聯電組分流至接地
如果要回復至100%,只要斷開接地即可.
2013-06-05 07:54:52 補充:
1. 接了VR後,電流是會跟著來源而變,但比例不變
2. 用4700歐姆可以
3. 斷開的意思是讓電流100%完全通過顯示器
4. 這不會損壞感測器,除非接地電阻受雷電劈打,電壓倒灌才會.

應該如何了解中古車

Kyle avatar
By Kyle
at 2013-05-28T00:00
我很想當個中古車銷售員但是不知道要從哪開始學起如果說要先在家開始學看車我應該要從哪邊著手我還沒有到車 ...

新車機油我第一次換5w50之後改換美孚0W40這樣可以嗎

Hedy avatar
By Hedy
at 2013-05-27T00:00
新車機油我第一次換5w50之後改換美孚MOBIL0W40這樣可以嗎?對車子有無營想?請懂得人告訴我?謝謝

職業小客車轉職業大客車

Erin avatar
By Erin
at 2013-05-27T00:00
各位大大你好:小弟我持有職業小型車已達7年之久~最近想考職業大客車駕照想請問能之接跳級報告嗎~~謝謝

台南重機考照

Bethany avatar
By Bethany
at 2013-05-27T00:00
我下個月想去考重機的駕照我是住台南市區請問有人可以介紹一下適合的駕訓班嗎?有沒有剛好想一起去考駕照的�� ...

台中比較有名的中古汽車行(20點)

Lucy avatar
By Lucy
at 2013-05-27T00:00
小弟想選店家買中古車1.綜合評價優良2.服務態度優良3.維修保固保障4.禁大改裝犯售5.售價有公開化有沒有大大在�� ...