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Bobby Brown
更新 2021-04-26
类比电流输出 (Analog current output) 概述

本文摘要

  • 类比输出是直观且易于操作的通讯方式,但需要一对一的连接,不适合大型系统。
  • 类比电流输出使用电流表示不同的物理量,但可能存在范围不匹配的问题。
  • 接收讯号时应特别注意感测误差和电路阻抗对通信效果的影响。

本文目录

LORRIC 蹼轮式流量计的通讯包含 OCT 输出、类比输出、RS485,其中类比电流输出的操作较易理解,因而是常见的通讯输出方式,LORRIC 为了增进使用者对类比电流输出的理解,以下详尽描述类比输出 Analog output 的原理和优缺点。


一、类比输出 Analog Output

指系统输出为连续变化的物理量,如电压、速度等,其优点为直观的输出方式且易操作、反应速度较快,因而常用于小型系统作资讯回传。由于使用明确的电子物理量,可使用三用电錶进行除错,相较其它通讯简单好懂。 接线方式必须一对一传输,一组专用线对一台终端设备,因为回讯速度最快,最适宜进行回授控制,优点为延迟最小;但同时,其缺点也为一对一通讯,若为大型系统,接线所对应的端口也较多。

二、类比电流输出 Analog current output

利用电流输出,电流微小,使用单位为 mA,市面上常见的为 0-20mA、4-20mA 和 0-24mA ...等不同的类比输出范围,因而时常发生接线的部分不适用另一台机器,无法一体适用,须事先确认每台机器的适用范围。
4-20mA,即输出范围 4~20电流(mA),设计者让欲量测的物理数值范围与电流数值范围对应,例如:流量、压力、流速、、等,若以瞬时流量为例,4mA 对应 40Lpm、20mA 对应 200Lpm,为线性关係(参考下图)。
类比电流输出为工业界常用的通讯方案,仅规定输出的物理量,可于没规定到的部分做很多变化,例如主机是否需要外部供电、4-20mA 是否需要外部供电或感测器本身直接输出电流、接电与否等变化。

三、接收讯号的问题

1. 感测误差

假如输出为 4.000,但接收端的感测器只能判别 4.0 或 4.1,接收端和输出端就是不同的小数点,必须让接收端量准确,输出端也要输出准确,如此的量测效果才有意义,而现场也会有各式各样的情况导致与使用者的预期结果产生误差,例如使用者预期是 4.000mA,实际输出却为 3.992mA,因而在 LORRIC 蹼轮式流量计的主机里有输出微调功能,微调 0、4、20mA 的输出值,单位是 uA,使用者可于接线后,先读取接收端的数字,利用此功能微调输出值到想要的数字。让数字与预期一致。若使用者认为输出已经很准确就不需要微调。

2. 提高供给电压或是降低阻抗解决电流无法如预期调整问题

电路要求电流传输,若电路阻抗很大,电流无法如预期调整,只能达到某个数据后便停止。这时就要靠提高供给电压或是降低阻抗解决问题。

3. 供电端电流输出不足造成通讯不如预期

供电的源头本身电流不足,例如很多台机器共用一个电源,供电端电流输出不足也会造 成通讯不如预期。甚至可能导致感测器工作异常。
[1]

参考资料

  1. ^ wikipedia-类比电路
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