สัญญาณ 4-20mA คืออะไร

สัญญาณ 4-20mA ( 4-20mA Signal) คือสัญญาณกระแสไฟที่ถูกใช้เป็นมาตรฐานสำหรับส่งสัญญาณของเครื่องมือวัดในอุตสาหกรรมซึ่งเป็นที่นิยมและแพร่หลายในปัจจุบัน โดยสัญญาณ 4-20mA ได้ถือกำเนิดขึ้นในช่วงยุคปี ค.ศ. 1950 (พ.ศ. 2493)  หลังจากการประสบความสำเร็จอย่างมากของ มาตรฐานสัญญาณควบคุมนิวเมติก 3-15 psi  ต่อมาเมื่ออิเล็กทรอนิกส์กลายเป็นของราคาถูกและน่าเชื่อถือเพียงพอ การเปลี่ยนผ่านได้เป็นไปอย่างค่อยเป็นค่อยไปจนมาถึงศตวรรตที่ 21 จนทำให้สัญญาณ 4-20mA เป็นที่นิยมสำหรับการส่งข้อมูลของเครื่องมือวัดในอุตสาหกรรม

ข้อดีของสัญญาณ 4-20mA

1. สามารถส่งสัญญาณได้ไกลถึง 1 km. (ขึ้นอยู่กับความต้านทานของสายไฟและโหลดของตัวรับสัญญาณ)

2. สัญญาณถูกรบกวนได้ยากมาก เนื่องจากเป็นสัญญาณกระแสไฟไม่ใช่แรงดันไฟ สัญญาณรบกวนจะเป็นสัญญาณแรงดันไฟซึ่งจะรบกวนเฉพาะแรงดันไฟ

3. ประหยัดงบประมาณในการเดินสาย เนื่องจากสัญญาณ 4-20mA สามารถรส่งทั้งสัญญาณและไฟเลี้ยงเครื่องมือวัดไปด้วยกันโดยใช้สายไฟเพียงแค่ 2 เส้น ซึ่งปกติจะต้องใช้สายไฟถึง 4 เส้น (ไฟเลี้ยง 2 เส้น และสัญญาณ 2 เส้น)

    

ข้อเสียของสัญญาณ 4-20mA

1. ใช้กับตัวรับสัญญาณได้เพียงแค่ตัวเดียว เนื่องจากข้อจำกัดในด้านโหลดของตัวรับเมื่อใช้ตัวรับหลายๆตัวจะทำให้สัญญาณ 4-20mA ลดลงจนมีผลต่อความแม่นยำของข้อมูล

2. ความยากในการใช้งานของผู้ใช้ระดับล่าง เนื่องจากสัญญาณชนิดนี้มีการต่อที่ไม่เหมือนสัญญาณแรงดันไฟซึ่งเป็นที่เคยชินของผู้ใช้ทั่วๆไป บางครั้งจึงอาจทำให้ผู้ใช้บางท่านรู้สึกว่าใช้ยากนั่นเอง
    

ลักษณะการเชื่อมต่อสัญญาณ 4-20mA

การเชื่อมต่อสัญญาณ 4-20 mA นั้นจะถูกแบ่งออกเป็น 3 ลักษณะใหญ่ๆดังนี้
 

การต่อสัญญาณ 4-20mA แบบ 2-wire
การต่อลักษณะนี้ถูกออกแบบมาเพื่อลดต้นทุนของการเดินสายไฟโดยสามารถรส่งทั้งสัญญาณ Output และไฟเลี้ยงเครื่องมือวัดไปด้วยกันโดยใช้สายไฟเพียงแค่ 2 เส้น ซึ่งจะเป็นลักษณะการต่อที่ผู้ใช้ทั่วไปไม่เคยชิน ตัวอย่างการต่อแบบ 2-wire ตามภาพตัวอย่างด้านล่าง

ตัวอย่างการต่อสัญญาณ 4-20mA แบบ 2-wire

การต่อสัญญาณ 4-20mA แบบ 3-wire

การต่อลักษณะนี้เป็นการต่อโดยใช้สาย Ground ร่วมกันระหว่างไฟเลี้ยงและสัญญาณ Output โดยจะใช้สายไฟในการต่อ 3 เส้น ตามภาพตัวอย่างด้านล่าง

ตัวอย่างการต่อสัญญาณ 4-20mA แบบ 3-wire

การต่อสัญญาณ 4-20mA แบบ 4-wire

การต่อลักษณะนี้จะเป็นการต่อที่ผู้ใช้ทั่วไปคุ้นชินและง่ายที่สุด เพราะสัญญาณ Output และไฟเลี้ยงจะถูกแยกออกจากกันอย่างชัดเจน ตามภาพตัวอย่างด้านล่าง ถึงจะเป็นการต่อที่ง่ายก็จริงแต่ก็ทำให้เราต้องเพิ่มงบประมาณในการซื้อสายไฟมากขึ้นเพราะต้องใช้สายไฟถึง 4 เส้น แต่ถึงกระนั้นการต่อแบบนี้ก็ยังเป็นที่นิยมอยู่ในเมืองไทย เพราะจะเกิดความผิดพลาดในการเชื่อมต่อได้น้อยที่สุดนั่นเอง

ตัวอย่างการต่อสัญญาณ 4-20mA แบบ 4-wire

ตัวอย่างเครื่องมือวัดที่ใช้สัญญาณ 4-20mA

1. เครื่องวัดอัตราการไหลของอากาศ
   • Mass flow meter
   • turbine-flow-meter">Turbine flow meter
   • vortex-flow-meter">Vortex flow meter
   • Coriolis flow meter
2. เครื่องวัดอัตราการไหลของเหลว
   • Ultrasonic flow meter
   • Magnetic flow meter
   • Oval gear flow meter
   • Coriolis flow meter
3. เครื่องวัดแก๊ส

 



Cr:  https://www.omi.co.th

นายเอ็นจิเนียร์ขอสงวนสิทธิ์รับรองความถูกต้อง โปรดใช้วิจารณญาณในการรับข่าวสารข้อมูล

 ลิงค์ช่องยูทุปของ 9engineer.com => คลิก=> technology talk
 ขอกำลังใจจากเพื่อนๆสมาชิกช่วยสนับสนุนด้วยการกดซับสไคร์ กดกระดิ่งติดตาม กดไลค์และกดแชร์ด้วยครับ

•  1. วงจรและวิธีการสตาร์ทแบบไดเร็คออนไลน์  DOL
  
•  2. วงจรควรคุมการกลับทางหมุน
  
•  3. วงจรและวิธีการสตาร์ทแบบสตาร์ เดลต้า  Y-D Starter
  
•  4. การสตาร์แบบออโตทรานส์ฟอร์เมอร์  Auto transformer starter
  
•  5. การต่อขดลวดมอเตอร์ อย่างไรไม่ให้เกิดการใหม้หรือเสียหาย
  
•  6. การเช็ตโอเวอร์โหลดรีเลย์
  
•  7.การเช็ตโอเวอร์โหลดรีเลย์กับมอเตอร์ที่มีเซอร์วิสแฟคเตอร์
  
•  8.รีเลย์กับคนแทคเตอร์ต่างกันอย่างไร
  
•  9.อื่นๆ
•  
•