Преимущества использования унифицированного токового сигнала 4

Проблемы схемотехники пребразователя

Для качественного звука, в любом случае не обойтись без использование качественных микросхем, с указанными выше параметрами.

Но даже использовании прецизионного и быстродействующего ОУ не решает главную проблему этой схемы.

ЦАП обладает определенной выходной емкостью. Она складывается из емкостей транзисторов токовых ключей. Условно ее можно изобразить идущей с выхода ЦАП на землю.

Вместе с RC-цепочкой в обратной связи ОУ, выходная емкость ЦАП образует фазосдвигающую цепь, приводящую к запаздыванию более низких частот, т.е. фазовым искажениям. А фазовые искажения это смерть для звука.

Подробнее про фазовые искажения фильтров можно почитать в этой статье.

Согласование сигналов

Усиление/
Для достижения наибольшей точности максимальный диапазон напряжения в усиленном сигнале должен равняться максимальному входному диапазону АЦП.

Фильтрация
–удаление ненужных составляющих из измеряемого сигнала.

Питание
– питание для параметрических датчиков, таких как датчики деформаций, термисторы и терморезисторы.

Линеаризация –
учет нелинейности отклика

Следует чётко понимать природу измеряемого сигнала, конфигурацию, в которой производятся измерения и воздействие, которое может оказывать окружающая среда. Основываясь на этой информации, можно определить, нужно ли использовать модули согласования сигнала в данной системе сбора данных или нет.

При автоматизации технологических процессов используются различные датчики и исполнительные устройства. И те и другие так или иначе связаны с контроллерами или модулями ввода/вывода, которые получают от датчиков измеренные значения физических параметров и управляют исполнительными устройствами.

Представьте, что все устройства, присоединяемые к контроллеру имели бы различные интерфейсы — тогда производителям пришлось бы «плодить» огромное количество модулей ввода-вывода, а для того, чтобы заменить, например, неисправный датчик, нужно было бы искать точно такой же.

Именно поэтому, в системах промышленной автоматики принято унифицировать интерфейсы различных устройств.

В этой статье мы расскажем об унифицированных аналоговых сигналах. Поехали!

Отсечение постоянной составляющей

Многие ЦАП-ы с токовым выходом (TDA1541, TDA1543) имеют такую особенность, что выходной ток, помимо полезного сигнала содержит постоянную составляющую Ibias.

В случае TDA1387 ток Ibias составляет около 1 мА. Соответственно полезный аналоговый сигнал на выходе ЦАП-а лежит в интервале от 1 до 2 мА.

На графике зависимости выходного тока от времени это можно отобразить следующим образом:

Усилитель на ОУ одинаково хорошо усиливает как переменный, так и постоянный ток. Но можно очень просто превратить его в усилитель переменного напряжения, отсекающий постоянную составляющую.

Для этого, правда все же придется добавить конденсатор в цепь ОС операционного усилителя. Однако теперь этот конденсатор включается последовательно с резистором идущим на землю с инвертирующего входа.

Образованная конденсатором и резистором цепь является Фильтром Высокой Частоты. Она уже не вносит фазовых искажений в слышимый диапазон частот, зато отсекает постоянную состовляющую и инфранизкие звуки.

Величина конденсатора выбирается так, чтобы частота среза лежала ниже 20Гц. Для показанных номиналов частота среза составляет чуть меньше 10 Гц, а коэффициент усиления сигнала по напряжению равен 11.

Конденсатор можно установить и на 2 мкФ. Тогда частота среза будет не 9.65Гц, а 10.6Гц. Что не критично. Само собой конденсатор стоит брать неполярный и желательно качественный…

Минусы классической схемы для звука

Не смотря на повсеместное применение этой схемы, есть у нее и некоторые недостатки

Быстродействие ОУ

При использовании такой схемы, даже с несамыми быстрыми ЦАП-ами следует использовать как можно более быстродействующие ОУ. Для музыкальных ЦАП-ов, с частотой дискретизации 44.1кГц лучше использовать ОУ, скорость нарастания сигнала которых более 10-20 В/мкс.

Скорость нарастания сигнала всегда приводится в даташитах на ОУ. Зачастую даже на первой странице документации.

Для примера вот кусок первой страницы документации на AD8066. Этот ОУ имеет скорость нарастания сигнала 180В/мкс. Он довольно часто упоминается на аудиофорумах и рекомендуется для выхлопа ЦАПа.

Прецизионность ОУ

Выходной ток ЦАП-ов обычно составляет единицы, реже — десятки миллиампер. По этой причине используемый ОУ должен быть еще и прецизионными.

Это означает, что он должен иметь минимальный входной сдвиг по току. Желательно велична сдвига был на уровне пикоампер. Для показанного выше AD8066 ток сдвига составляет 1пА.

При этом выбранный операционник должен еще и нормально «звучать»…

Принципиальная электрическая схема

Полная принципиальная схема тестера токовой петли 4-20 мА показана ниже.

Как видите, схема довольно проста, она состоит из операционного усилителя, который управляет транзистором. Выходной ток от транзистора подается на светодиод, этот выходной ток можно изменять от 0 мА до 20 мА, изменяя потенциометр, и его можно измерить с помощью амперметра, подключенного, как показано выше.

Операционный усилитель здесь предназначен для работы в качестве источника тока с отрицательной обратной связью. Входное переменное напряжение подается на неинвертирующий вывод операционного усилителя с помощью потенциометра. Максимальный выходной ток (в данном случае 20 мА) устанавливается с помощью резистора, подключенного к инвертирующему выводу операционного усилителя. Теперь, в зависимости от напряжения, подаваемого на неинвертирующий вывод от потенциометра, операционный усилитель будет смещать транзистор для получения постоянного тока через светодиод. Этот постоянный ток будет поддерживаться независимо от значения сопротивления нагрузки, действующего как источник тока. Этот тип усилителя называется усилителем крутизны. Схема проста и может быть легко построена на макете, как показано ниже.

Качество резистора

Разумеется, что резистор, применяемый для преобразования должен обладать качеством, намного превосходящее качество любого другого резистора в звуковом тракте. Ибо от него напрямую зависит дальнейшее качество.

Важной характеристикой резистора является тепловой шум. Крайне не советую использовать МЛТ резисторы — они очень шумные

Например резисторы С2-13 имеют показатель шума в десятки раз меньший чем у МЛТ.

Не стоит забывать и про точность этого резистора. Желательно использовать резистор точностью не хуже 0.5%. Помимо соответствия реального сопротивлению надписи, сопротивление таких резисторов меньше зависит от температуры.

Стандарты и примеры применения токовой петли

За все время существования токовой петли было разработано несколько вариантов ее практического применения, которые получили достаточно широкое распространение. Изначально (в 50-х годах ХХ века) токовая петля с уровнями сигналов 0-60 мА использовалась в телеграфии, однако из-за недопустимо высокого (даже в то время) энергопотребления уже с начала 60-х годов максимальный уровень тока был уменьшен до 20 мА. На сегодняшний день 20 мА является предельным значением тока для большинства интерфейсов, хотя, в соответствии с ГОСТ 26.011-80, значение этой величины, по согласованию с заказчиком, может достигать 100 мА.

Токовая петля упоминается в ряде отечественных стандартов, например, ИРПС/IFSS (ОСТ 11 305.916-84), ГОСТ 27696-88 или ГОСТ 28854-90 и зарубежных, например, IEC 62056-21/DIN 66258. Однако ни один из них не является спецификацией непосредственно токовой петли. Например, IEC 62056-21 стандартизирует протокол связи с электросчетчиками, ГОСТ 27696-88 – интерфейсы, применяемые в промышленных роботах, а ИРПС – интерфейс соединения компьютеров с периферийными устройствами (принтерами, телетайпами и прочим). Таким образом, большинство производителей использует уровни сигналов токовой петли, ставшие традиционными, хотя, уровни сигналов 4-20 мА (впрочем, как и 0-5 мА и 0-20 мА) непосредственно указаны в ГОСТ 26.011-80 «Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные».

В целом современные интерфейсы, использующие токовую петлю для передачи данных, отличаются лишь минимальным уровнем допустимого сигнала, который может быть равен либо 0, либо 4 мА. В ряде случаев для передачи информации может использоваться переменный ток в диапазоне -5…+5 мА (при небольших расстояниях) или -20…+20 мА. Все попытки уменьшить максимальное значение тока для снижения энергопотребления увенчались успехом лишь на коротких линиях, поскольку при малом токе и большой длине кабеля катастрофически падает скорость передачи данных.

Пик популярности токовой петли пришелся на эпоху аналоговой телефонии, ведь именно этот способ связи использовался для соединения проводных телефонов с АТС. В телефонных системах необходимая дальность связи, достигающая нескольких десятков километров, обеспечивается использованием повышенного напряжения питания (24…125 В). Стандартная полоса частот при этом составляет 0,3…3,4 кГц, а максимальный ток в линии обычно не превышает 20 мА.

Токовая петля с уровнями 0-5 мА является физическим уровнем стандарта MIDI (Musical Instrument Digital Interface), широко используемого для обмена данными между электронными музыкальными инструментами. Это формат обеспечивает передачу данных со скоростью 31,25 кбит/с на небольшие расстояния (в пределах студии или концертной площадки).

Основным применением токовой петли с уровнями сигнала 4-20 мА являются промышленные системы автоматики, для которых необходима высокая надежность, поэтому в них и используется «смещенный ноль», чтобы своевременно обнаружить неисправность системы управления и принять надлежащие меры для предотвращения возникновения аварийной ситуации.

В последнее время, в связи с повсеместным распространением цифровых методов управления, для систем на основе токовой петли 4-20 мА разработан набор коммуникационных стандартов для промышленных сетей HART (Highway Addressable Remote Transducer). Проводная версия данного протокола фактически является надстройкой над аналоговым интерфейсом 4-20 мА и позволяет использовать одну и ту же линию связи для одновременной передачи и аналогового (при ограничении полосы до 25 Гц) и цифрового сигналов. Передача цифровых данных обеспечивается путем подмешивания в аналоговый сигнал высокочастотных несущих с амплитудой ±0,5 мА, модулированных по частоте (1200/2200 Гц) или фазе (3200 Гц). При использовании частотной модуляции пропускная способность цифрового канала равна 1200 бит/с, а фазовая модуляция, за счет использования 8-позиционной манипуляции, позволяет увеличить этот параметр до 9600 бит/с. На момент написания статьи последней является 7-я версия протокола (HART 7), описанная в документе HCF-SPEC-13. Некоторые фрагменты проводной версии данного интерфейса вошли в стандарт IEC 61158-CPF9, а беспроводной – в IEC 62591:2010.

Технические характеристики ОВЕН РЗУ-420

Основные преимущества и функции

• Одновременное отображение на дисплее задания тока с точностью до тысячной доли мА и отображение выходного задания в процентах от шкалы 4…20 мА с точностью до десятой доли процента.
• Диапазон задания тока: 0…25 мА (по шкале с линейной зависимостью).
• РЗУ-420 имеет возможность измерять такие параметры токовой петли, как ток I и напряжение U.
• Прибор может работать как от внешнего источника питания, так и от встроенного. Переключение режимов производится нажатием клавиши на панели прибора с постоянным отображением выбранного режима питания на дисплее.
• Прибор позволяет производить как плавное задание тока с дискретностью 0,1 % шкалы, так и пошаговое задание тока каждые 1 мА. Также РЗУ-420 позволяет генерировать сигнал 4…20 мА в режиме функционального задания: меандр, пила, треугольник, синусоида. Переключение режима задания производится клавишей на лицевой панели прибора с постоянным отображением выбранного режима на дисплее.
• Прибор имеет индикацию обрыва токовой петли. При обрыве токовой петли загорается сообщение «обрыв» на ЖК-индикаторе.
• Прибор имеет индикацию состояния батареи питания, постоянно отображаемую на дисплее, что позволяет рассчитать предполагаемое время работы от данного комплекта батарей.
• Дисплей прибора оснащен подсветкой для возможности работы в условиях с недостаточной освещенностью.
• Максимальная основная погрешность задания/измерения составляет всего ±0,1 %.
• Корпус прибора выполнен из ударопрочного пластика с уровнем пылевлагозащиты IP20.
• Имеется сертификат средства измерения.

Интерфейс

Общий вид экрана прибора после включения калибратора токовой петли РЗУ-420

Индикатор текущего режима работы показывает один из режимов:

“ ” – режим измерения тока;

Экран прибора в режиме генерации тока с функциональным изменением задания

Рабочий режим калибратора токовой петли РЗУ-420В рабочей области экрана отображаются:

• заданное значение тока в мА;
• реальное измеренное значение тока в контуре в мА;
• проценты заданного значения тока от стандартной шкалы 4…20 мА (4,0 мА – 0%, 20,0 мА – 100%);
• индикатор обрыва контура (зажигается, если установившийся ток контура не соответствует заданию – например, из-за того, что контур не замкнут либо сопротивление нагрузки слишком велико);
• индикаторы падения напряжения на нагрузке и ориентировочного сопротивления нагрузки.

Как работает токовая петля 4…20 мА

Работает токовая петля следующим образом. Сигнал кодируется в виде аналогового сигнала, минимальное значение которого составляет 4 мА, а максимальное – 20 мА. Например, есть датчик для измерения температуры воды. Температуре 0 градусов соответствует уровень 4 мА, а 100 градусов – 20 мА. Тогда промежуточные значения будут лежать в этом диапазоне. Например, 50 градусам будет соответствовать ток 12 мА. Центральное устройство (ЦУ) на приёмной стороне измеряет ток и обрабатывает принятое входное от датчиков значение.

Другой вариант – когда с центральным устройством связан не датчик, а исполнительный механизм (актуатор). Это может быть позиционер клапана, дроссельная заслонка и т.п. Актуатор служит приёмником, а центральное устройство – передатчиком. Генерируя выходной сигнал от 4 до 20 мА, ЦУ управляет положением исполнительного механизма.

Чаще всего уровень тока в 4 мА принят за нулевой, а 20 мА — за полный диапазон. Например, если датчик положения пневматического клапана выдаёт сигнал в 4 мА, обычно, это означает, что клапан полностью закрыт, а если 20 мА – то полностью открыт. При промежуточных значениях, соответственно, клапан принимает соответствующие промежуточные значения. Но нет никаких ограничений, чтобы сделать наоборот – вопрос только в обработке сигнала на приёмной стороне. Если сигнал дискретный, то за уровень логического нуля обычно принимают 4 мА, а за единицу – 20 мА (но можно и наоборот).

На первый взгляд, здесь присутствует усложнение. Зачем преобразовывать напряжение в ток, а потом обратно, если можно сразу подать сигнал напряжения, например, в пределах 0…5 вольт, и на приемной стороне также обойтись без дополнительного преобразования? При малом (например, в несколько сантиметров) расстоянии между приёмником и передатчиком, это действительно так. При увеличении расстояния у токовой схемы есть серьёзное преимущество.

Потери напряжения в линии

При подаче сигнала, кодируемого уровнем напряжения, часть напряжения упадёт на проводах соединительной линии. Приемной части «достанется» лишь оставшаяся часть. Это сузит диапазон измерения или регулирования, но главное – такая линия требует калибровки, причём не только во время пусконаладки, но и в процессе эксплуатации. Ведь сопротивление линии со временем может измениться (например, из-за окисления клеммных контактов).

Преобразователь сигнала в ток «подстраивается» под сопротивление линии, сохраняя ток стабильным при неизменном задающем сигнале (конечно, в определенных пределах). Кроме того, значение тока не зависит от входного сопротивления приёмной части (тоже в определенных пределах). Это свойство позволяет в теории делать линию связи бесконечной, лишь следя за тем, чтобы ее сопротивление не вышло за определенную границу.

Ещё одним преимуществом такого интерфейса является его высокая помехозащищённость. В нормальном режиме в одном проводе линии связи ток течёт к приёмнику, а в другом – к передатчику (в разные стороны). Помеха же наводит ЭДС сразу в двух проводах (является синфазной), поэтому токовая петля поглощает такой всплеск без искажения сигнала. Этому же способствует низкое входное сопротивление приёмника.

И ещё один плюс токовой петли – врождённая возможность самодиагностики линии связи. Если ток в цепи упал ниже 4 мА, скорее всего, произошел обрыв измерительной линии. Если превысил 20 мА – есть повод подозревать в цепи короткое замыкание.

Существуют конечно, и недостатки. Главный из них – возможность передачи по одному каналу только одного сигнала. Это заставляет использовать для передачи большого количества сигналов кабели с большим количеством жил, что ведёт к снижению помехоустойчивости. Другой врожденный минус – низкая скорость передачи данных, связанная с наличием собственной ёмкости линии связи, которая с ростом длины линии будет увеличиваться (стандарт разрабатывался в 50-х годах прошлого века, тогда это не имело значения).

Интересно, что наряду с токовой петлей 4…20 мА существовал стандарт, в котором наибольший ток мог достигать 60 мА (использовался для телетайпных линий связи). Но это требовало применения более мощных источников питания, поэтому соображения экономичности взяли верх, и этот стандарт потихоньку прекратил своё существование. Также применялся стандарт в 40 мА, но и он сошел со сцены. При этом не существует никаких принципиальных ограничений на применение любого другого значения максимального тока в линии.

Как реализовать передатчик токовой петли 4-20 мА на базе MAX12900

Юрий Курцевой (Maxim Integrated)

Высокоинтегрированный аналоговый формирователь сигнала токовой петли 4-20 мА MAX12900 производства Maxim Integrated может конвертировать ШИМ—сигнал микроконтроллера, который не обладает встроенным ЦАП, в сигнал петли 4…20мА для двух-, трех- или четырехпроводных конфигураций.

Токовая петля 4…20 мА на сегодняшний день является одним из наиболее популярных методов передачи данных во многих отраслях промышленности. Благодаря своей устойчивости к помехам при передаче сигнала от передатчика к приемнику она идеально подходит для таких задач. Другое преимущество – относительная простота и бюджетность метода. Хотя, конечно, необходимость контроля за падением напряжения в некоторых участках цепи и за рядом других параметров часто приводит к усложнению схемы и увеличению стоимости решения. В таблице 1 обобщаются преимущества и недостатки метода передачи данных на основе токовой петли 4…20 мА.

Таблица 1. Преимущества и недостатки токовой петли 4…20 мА

Преимущества	Недостатки
Основной стандарт во многих отраслях промышленности	Одной токовой петле соответствует только один канал передачи данных Возможность передачи значения только одной переменной
Простота в подключении и настройке	Для одновременной работы нескольких каналов данных (для передачи значений нескольких переменных) требуется создать столько же токовых петель. Но использование большого количества проводов может приводить к проблемам с контурами заземления, если независимые петли не изолированы должным образом.
Сигнал не деградирует с увеличением дистанции	Проблемы, связанные с изоляцией каналов, возрастают с увеличением количества каналов
Меньшая чувствительность к помехам	–
Отсутствие тока указывает на ошибку в канале передачи данных	–

Все датчики с интерфейсом 4…20 мА, в зависимости от конфигурации, могут быть разделены на три группы:

1. двухпроводной (питаемый петлей) датчик 4…20 мА;
2. трехпроводной датчик 4…20 мА;
3. четырехпроводной датчик 4…20 мА.

Наиболее удобной конфигурацией является решение, питаемое петлей. Однако если сам датчик потребляет более 3…4 мА из бюджета петли 4…20 мА, то для его функционирования придется использовать дополнительный источник питания. При подключении таких датчиков придется использовать 4-проводную конфигурацию. 3-проводная конфигурация является упрощенной версией предыдущей, в которой объединен положительный вывод питания датчика с токовой петлей (рисунок 1б). На рисунке 1 показаны все описанные выше конфигурации. В таблице 2 приводятся преимущества и недостатки каждого из них.

Рис. 1. Способы подключения датчика по схеме с токовой петлей

Таблица 2. Преимущества и недостатки датчиков с разными схемами подключения

Конфигурация 2-проводная 3-проводная 4-проводная Преимущества Не нужен локальный блок питания; малая стоимость; подходит для работы в агрессивных условиях Экономичнее варианта с четырьмя проводами; простота реализации; возможность использования устройств индикации и других устройств , требующих дополнительного питания; возможность использовать мощные выходы, реле Внешнее питание; возможность передавать переменный сигнал; изоляция цепи питания; возможность использования устройств индикации и других устройств , требующих дополнительного питания; возможность использовать мощные выходы, реле Недостатки Падение напряжения на участках петли может вызвать проблемы; имеются ограничения по потреблению схемы Отсутствие изоляции петли питания; линии питания и петли нужно реализовывать с осторожностью Более высокая стоимость; больше проводов; неприменим в агрессивной среде эксплуатации

Усиление полученного сигнала

Разумеется одного резистора после ЦАП не достаточно. Получаемое на резисторе напряжение следует усилить. Для этого как нельзя лучше подходит неинвертирующий усилитель на ОУ.

Такой усилитель имеет очень большое входное сопротивление (более 1012 ÷ 1014 Ом), определяемое входным сопротивлением ОУ. При этом выходное сопротивление близко к нулю. Это идеально подходит для согласования каскадов по сопротивлению.

Коэффициент усиления задается соотношением резисторов и равен K=1+(R2/R1). Номиналы резисторов выбирают из ряда 1…100 кОм.

Главное преимущество такого включения состоит в том, что неинвертирующий усилитель не содержит в цепи ОС конденсатора, приводящего к фазовым искажениям.

Еще одним плюсом применения предлагаемой схемы выхлопа для ЦАП-а является то, что резистор, отвечающий за преобразование, привязывает неинвертирующий вход ОУ к земле.

Применение MAX12900 в качестве 2-проводного передатчика (питание через токовую петлю)

На рисунке 2 показана упрощенная блок-схема и модель того, как MAX12900 может быть сконфигурирован в качестве части датчика с питанием через петлю. Такая конфигурация требуется для систем, работающих в агрессивных средах, она должна соответствовать директиве ATEX Directive 94/9/EC и получить сертификат IECEx. Такая реализация схемы датчика возможна только в случаях, когда передатчик потребляет менее 4 мА. ШИМ-сигналы, генерируемые микроконтроллером, поступают на специальные цепи нормирования и обработки ШИМ-сигнала, встроенные в MAX12900. С использованием одного из встроенных операционных усилителей и внешней RC-цепи можно создать фильтр низких частот. Для конвертирования напряжения в ток используются внешние транзисторы.

Рис. 2. Блок-схема датчика на базе токовой петли с применением MAX12900

На рисунке 3 показана реализация на уровне электрической принципиальной схемы двухпроводной токовой петли, питающей сенсор (обратите внимание, что весь выделенный бирюзовым цветом блок интегрирован в MAX12900)

Рис. 3. Конфигурация передатчика, питаемого 4-20мА токовой петлей, на базе MAX12900

Одни из наиболее распространенных датчиков такого типа – это датчики температуры. Давайте попробуем спроектировать передатчик датчика температуры на базе MAX12900 с применением прецизионной термопары и специализированного преобразователя сигнала термопары (MAX31856). MAX31856 обрабатывает сигнал с термопары и передает данные по интерфейсу SPI. Таким образом, чтобы считывать показания с датчика и генерировать ШИМ-сигналы для MAX12900, необходимо использовать микроконтроллер. В отладочном комплекте MAX12900EVKIT для этой задачи применяется микроконтроллер STM32L071. Ключевой момент в такой схеме – оценить бюджет по потребляемой мощности для наихудших сценариев (максимальные потребления тока для всех рабочих значений температуры и напряжения). На основе этого можно принять решение о применении той или иной конфигурации токовой петли: двух-, трех- или четырехпроводной.

В соответствии с техническим описанием MAX12900EV, общее потребление малопотребляющего микроконтроллера и MAX12900 составляет 3,5 мА для худшего случая. MAX31856 потребляет максимум 2 мА при напряжении питания 3,3 В (таблица 3). Таким образом общее потребление превышает 4 мА, а это значит, что реализовать двухпроводной передатчик не представляется возможным.

Таблица 3. Потребление компонентов датчика температуры

Устройство	Потребление тока, мА
MAX31856	2
MAX12900 + STM32L071	3,5
Итого:	5,5 мА (> 4мА)

Заключение

Ультрамалопотребляющий аналоговый формирователь сигнала MAX12900 производства компании Maxim Integrated для передатчиков 4…20 мА предлагает непревзойденный уровень гибкости в различных приложениях и идеально подходит для использования в промышленных датчиках для систем контроля и автоматизации, сигналы которых необходимо преобразовать в сигнал токовой петли 4…20 мА.

Датчики тока (преобразователи) предназначены для бесконтактного контроля тока в электрических цепях с номинальным напряжением до 660 В. Датчик преобразовывает входной сигнал переменного тока в выходной сигнал постоянного тока 4-20мА или 0-20мА или 0-10в, который можно направить на универсальные измерительные приборы или контроллеры управления.

Датчики герметизированы и могут устанавливаться в любом месте, включая скрытые и труднодоступные места. Не ремонтируются и не требуют обслуживания, содержат встроенный трансформатор тока и универсальную платформу «Айюми», разработанную специально для применения с выпускаемыми нами измерительными трансформаторами и состоящую из прецизионного выпрямителя на ОУ, интегрирующей цепи (постоянная времени 0.6-0.8сек) и формирователя выходного аналогового сигнала.

Номинальное напряжение питания датчиков составляет 24в(ДС), работоспособность полностью сохраняется в диапазоне напряжений 20-28в. Датчики малочувствительны к пульсациям и нестабильности питающих напряжений. Рабочий диапазон температур -40…+85 град С. В настоящее время для заказа доступны датчики:

ТП03С (фото 2)на номинальные токи от 1 до 90А с отв. 11мм
ТТП60 (фото 5)- на токи от 10 до 500А с отв. 37мм
ТП60 — на токи от 0,05 до 300А с отв. 37мм
ТП102С (фото 4)- на токи от 0,05 до 40А с отв.14 мм.

Внутри указанных диапазонов для заказа доступны любые токи. Линейность и стабильность крайне высока в диапазоне 1-100% номинального тока.Приведенная погрешность преобразования составляет менее 2% без калибровки и менее 1% с дополнительной калибровкой при изготовлении.Датчики выпускаются по ТУ 27.11.50.120-001-11976052-2017

При заказе возможно указать пониженное напряжение питания 9(12)в при соответственном снижении макс. величины вых. сигнала до 3(5)в.

Наименование датчика тока для заказа: ТП03C-хх/yy-zz(mm), где

хх- номинальный ток (А)
yy- выходной сигнал: 0-1в/0-10в/0-20мА/4-20мА
zz- 00-жесткие вывода
mm — примечание, например (клеммник) — вывода выполнены в виде клеммника

Внимание! опция доступна в полном объеме для ТПП60 и ТП60. Для ТП03 и ТП102 только в отношении варианта 4-20мА

Например: ТП03С-30А/(4-20мА)-00, т.е. датчик ТП03С с ном. вх. током 30А, выходом 4-20мА, жесткие вывода для печатного монтажа.

Еще раз обратите внимание: При заказе, значения номинального тока и параметров выходного сигнала может быть указано любое в пределах указанных пределов, т.е. для ТП03С — 1…90А; ТП102С — 0,1…40А;ТП60 — 0,05…300А ТТП60 — 10…500А для входного тока, и 0…20мА; 1…20мА; 0…10в

для выходного сигнала! Чувствительность датчиков не хуже 0.1% от ном. тока. Это не отражается на цене.

Внимание:
Входное сопротивление измерителя на принимающей стороне должно быть:

• не ниже 50кОм для модификаций 0-1в;
• не ниже 100кОм для 0-10в;
• не выше 500 ом для 0-20мА (включая сопр. проводников)
• не выше 500 ом для 4-20мА (включая сопр. проводников) при 24в. питания токовой петли

Корпус датчика обеспечивает прекрасную гальваническую развязку от контролируемой цепи, что достаточно для любых приложений.

Датчик ТП03С имеет отверстие диаметром 11мм, ТП102С — 14мм, ТТП60 и ТП60 — 37мм для контролируемых линий. При необходимости возможно применение любых трансформаторов тока нашего производства для увеличения отверстия или измеряемых токов. Пример такой реализации приведен на фото 1. Такая конструкция позволяет контролировать цепи бесконтактным способом, без снятия с них изоляции, что значительно повышает надежность и безопасность электросетей. Малый номинальный измеряемый ток и приличное отверстие ТП102С и ТП60 позволяет использовать его также в качестве дифференциального трансформатора тока для измерения токов утечки в линиях (трансформатор тока нулевой последовательности),например для версии 100мА диапазон измерения входного тока составляет от 1 до 100мА с хорошей линейностью.