Sistemas de sinal de tensão

O uso de voltagem variável para sinais de instrumentação parece uma opção bastante óbvia para explorar. Vamos ver como um instrumento de sinal de tensão pode ser usado para medir e transmitir informações sobre o nível do tanque de água:



O “transmissor” neste diagrama contém sua própria fonte de tensão regulada com precisão, e a configuração do potenciômetro é variada pelo movimento de uma bóia dentro do tanque de água seguindo o nível da água. O “indicador” nada mais é do que um voltímetro com uma escala calibrada para ler em alguma unidade de altura da água (polegadas, pés, metros) em vez de volts.

Conforme o nível do tanque de água muda, a bóia se move. Conforme o flutuador se move, o limpador do potenciômetro será movido correspondentemente, dividindo uma proporção diferente da tensão da bateria para passar pelo cabo de dois condutores e para o indicador de nível. Como resultado, a tensão recebida pelo indicador será representativa do nível de água no tanque de armazenamento.

Este sistema transmissor / indicador elementar é confiável e fácil de entender, mas tem suas limitações. Talvez o maior seja o fato de que a precisão do sistema pode ser influenciada pela resistência excessiva do cabo. Lembre-se de que os voltímetros reais consomem pequenas quantidades de corrente, embora seja ideal que um voltímetro não consuma nenhuma corrente. Sendo este o caso, especialmente para o tipo de movimento de medidor analógico pesado e robusto provavelmente usado para um sistema de qualidade industrial, haverá uma pequena quantidade de corrente através dos fios do cabo de 2 condutores. O cabo, tendo uma pequena quantidade de resistência ao longo de seu comprimento, irá, consequentemente, cair uma pequena quantidade de tensão, deixando menos tensão nas pontas do indicador do que nas pontas do transmissor. Esta perda de tensão, embora pequena, constitui um erro de medição:



Símbolos de resistores foram adicionados aos fios do cabo para mostrar o que está acontecendo em um sistema real. Tenha em mente que essas resistências podem ser minimizadas com fio de calibre pesado (com despesas adicionais) e / ou seus efeitos mitigados através do uso de um voltímetro de alta resistência (equilíbrio nulo?) Para um indicador (com complexidade adicional).

Apesar desta desvantagem inerente, os sinais de tensão ainda são usados ​​em muitas aplicações devido à sua extrema simplicidade de design. Um padrão de sinal comum é 0-10 volts, o que significa que um sinal de 0 volts representa 0 por cento da medição, 10 volts representa 100 por cento da medição, 5 volts representa 50 por cento da medição e assim por diante. Instrumentos projetados para emitir e / ou aceitar esta faixa de sinal padrão estão disponíveis para compra nos principais fabricantes. Uma faixa de tensão mais comum é de 1-5 volts, que faz uso do conceito “live zero” para indicação de falha de circuito.

REVER:

• A tensão DC pode ser usada como um sinal analógico para transmitir informações de um local para outro.
• Uma grande desvantagem da sinalização de tensão é a possibilidade de que a tensão no indicador (voltímetro) seja menor que a tensão na fonte do sinal, devido à resistência da linha e ao consumo de corrente do indicador. Esta queda de tensão ao longo do comprimento do condutor constitui um erro de medição do transmissor para o indicador.