ก่อนที่จะกล่าวถึง Signal Transmitter จะขออธิบายความหมายและประโยชน์ของสัญญาณมาตรฐานที่ใช้ในทางอุตสาหกรรมเพื่อให้เ้ข้าใจ Signal Transmitter ได้ดียิ่งขึ้นดังนี้
 |
เนื่องจากระบบควบคุมในอุตสาหกรรมประกอบด้วย อุปกรณ์ควบคุมหลายชนิดต่อพ่วงกันเป็นระบบและอุปกรณ์เหล่านี้จำเป็นต้องมีการส่งและรับสัญญาณวัดแบบ Analog ระหว่างกันดังนั้นจึงจำเป็นตอ้งมีการกำหนดมาตรฐานสัญญาณวัดแบบ Analog ให้เป็นสากล เพื่อที่บริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ควบคุมจะได้ยึดถือเป็นมาตรฐานในการออกแบบอุปกรณ์ของตนเพื่อให้สามารถต่อพ่วงกับอุปกรณ์อื่นๆได้ โดยทั่วไปสัญญาณมาตรฐานมี 2 ชนิดคือ |
1. สัญญาณกระแสไฟฟ้ามาตรฐาน
รูปที่ 1 ความสัมพันธ์ระหว่างค่าวัดและสัญญาณกระแสมาตรฐาน |
เป็นการส่งสัญญาณในรูปของกระแสตรง (DC. Current) มาตรฐานที่นยิมใช้
คือ 4-20 mAห มายความว่าเมื่อค่าวัดเป็น 0% ก็จะเท่ากับกระแส 4 mA และหากวัดค่าได้เป็น 100 % เท่ากับกระแส 20 mA โดยค่าวัดได้จะอยู่ในช่วง 0-100 % จะสัมพันธ์เชิงเส้นกับกระแส 4-20 mA
ข้อดีของการส่งสัญญาณเป็นกระแส คือ สามารถส่งสัญญาณไปได้ระยะไกลๆ ความต้านทานของสายส่งสัญญาณ จะไม่ทำให้ค่าวัดผิดพลาด และการถูกสัญญาณรบกวนจะน้อยกว่าการส่งเป็นแรงดันไฟฟ้า นอกจากมาตรฐาน 4-20 mA แล้วยังมีมาตรฐานแบบอื่นๆอีก เช่น 0-20 mA,10-50, mA,0-1 mA แต่ไม่ค่อยได้รับความนิยมเท่าที่ควร
|
2. สัญญาณแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน
รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างค่าวัดและแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน
|
เป็นการส่งสัญญาณในรูปของแรงดันไฟฟ้า้ (DC.Voltage) มาตรฐานทนี่ ยิมใช้คือ 1-5 Vdc.หมายความว่าเมื่อค่าวัดเป็น 0% กํจะเท่ากับแรงดัน 1 V และค่าวัดเป็น100 % เท่ากับแรงดัน 5 V การใชส้ ญัญาณมาตรฐานแบบแรงดันนี้ไมเ่หมาะกับการที่ต้องส่งสัญญาณระยะไกล เนื่องจากความต้านทานของสายสัญญาณจะทำให้ค่าวัดผิดไปและถูกสัญญาณรบกวนได้ง่ายสัญญาณแบบแรงดันนี้เหมาะกับการส่งสัญญาณระยะใกล้และมีการต่อเข้า้กับอุปกรณ์รัับสัญญาณหลาย เนื่องจากสะดวกในการติดตั้ง นอกจากมาตรฐาน 1-5 V แล้วยังมี าตรฐานอื่นๆแต่นิยมใชน้อยเช่น 0-10 V,0-5 V,0-10 เป็นต้น |
Signal Transmitter
เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงสัญญาณวัด Sensor แบบต่างๆมาเป็นสัญญาณมาตรฐานชนิดของ Transmitter มีหลายชนิด และเรียกตามชอื่ ของ Sensor ที่ transmitterนั้นใช้ เช่น
- Thermocouple Transmitter ใช้แปลงสัญญาณอุณหภูมิจากThermocouple มาเป็นสัญญาณมาตรฐาน
- RTD Transmitter ใช้แปลงสัญญาณจากอุณหภูมิจาก RTD Sensorมาเป็นสัญญาณมาตรฐาน
- pH Transmitter ใช้แปลงสัญญาณค่า pH จาก pH Sensorมาเป็นสัญญาณมาตรฐาน
จากรูปที่ 3 แสดงส่วนต่างๆของ Signal Transmitter ซึ่งมีหน้าที่ดังนี้
จากรูปที่ 3 แสดงส่วนต่างๆของ Signal Transmitter ซึ่งมีหน้าที่ดังนี้
- Input Amplifier เป็นส่วนที่ขยายสัญญาณจาก Sensor ซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าค่าต่ำๆให้มีระดับสัญญาณแรงขึ้น
- Linearizer เนื่องจาก คุณสมบัติของ Sensor Sensor แต่ละชนิดมีความไม่เชิงเส้น (Nonlinear)กับค่าวัด เช่น Thermocouple จะ Nonlinearกับค่าอุณหภูมิ ดังนั้นถ้าต้องการให้ค่าวัด Output ถูกต้องจึงต้องมีส่วนLinearizer ทำหน้าที่แก้ไข Nonlinear ของ Sensor แต่ละชนิด
- Isolate ทำหน้าที่แยกสัญญาณไฟฟ้าระหว่างด้าน Sensor Input และสัญญาณไฟฟ้าด้าน Output เข้า Isolate นี้มหี น้าที่ปอ้ งกนั สญั ญาณรบกวนจากSensor ไม่ให้ออกไปทาง Output ป้องกันสัญญาณรบกวนอันเนื่องมาจากการเกดิ Ground Loop และปอ้ งกนั ความเสียหายทเี่กิดข้นึ กับอุปกรณ์ที่ต่อพ่วงทางด้าน Output ในกรณีทเี่กิดความผิดปกตขึ้นทางด้าน Sensor เช่นเกิดฟ้าผ่าหรือมี Transient High Voltage เข้าที่ Sensor
- Output เป็นส่วนที่แี่ ปลงสัญญาณจากIsolateมาเป็นสัญญาณมาตรฐานโดยทั่วไป Signal Transmitter มีอยู่ 2 ชนิดตามจำนวนสายสายที่ต่อกับ Signal Transmitter คือ
2-Wire Signal Transmitter
Signal Transmitter แบบนี้ดังรูปที่ 4 ใช้สายเพียง 2 เส้น ซึ่งสายนเี้ป็นสัญญาณOutput ของ Transmitter และเป็นสายของ Power Supply สำหรับจ่ายเลี้ยงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายใน Signal Trans Mitter OutputSignal ของ Trans-mitter แบบนี้เป็นสัญญาณ 4-20 mA เท่านั้น ข้อดีของTransmitter แบบนี้คือประหยดั สายในการติดตั้ง
4-Wire Signal Transmitter
Signal Transmitter แบบนี้ จะใช้สายสัญญาณ 2 เส้นและสาย PowerSupply อีก 2 เส้นแยกกันสัญญาณ Output ของ 4- Wire Signal Trans-mitter มีทั้งที่เป็นสัญญาณกระแสไฟฟ้ามาตรฐาน และสัญญาณแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน สัญญาณจะแตกต่างกันดังรูปที่ 5 และ 6
รูปที่ 4 การต่อวงจร 2-Wire Signal Transmitter
รูปที่ 5 สัญญาณ Output เป็นแบบกระแส
รูปที่ 6 สัญญาณ Output เป็นแรงดัน
|
