Pomiar sygnałów analogowych (napięciowych i prądowych)

Każdy czujnik podczas swojej pracy wysyła różne sygnały. Otrzymując sam sygnał ciężko cokolwiek z nim zrobić tj. porównać czy odczytać. Potrzebuje on urządzenia, które zamieni otrzymany sygnał na konkretną wartość, bądź też będzie łącznikiem pomiędzy czujnikiem a np. komputerem czy też sterownikiem PLC. W portfolio firmy AP Automatyka znajdują się takie urządzenia, a do pomiarów sygnałów analogowych służą 4 urządzenia posiadające różne zastosowanie. Są to MiniStick Analog, MiMod-A, MaxMod-Ax oraz DiMod-A.

Przetwornik sygnałów analogowych MiniStick Analog

MiniStick Analog jest „miniaturowym” przetwornikiem sygnałów analogowych umożliwiającym odczyt dwóch sygnałów analogowych. Wyposażony jest w wyjście USB, dzięki czemu komunikacja odbywa się bezproblemowo z komputerem jak i innymi urządzeniami, wyposażonymi w port USB. Z poziomu komputera PC urządzenie widziane jest jako wirtualny port COM. Współpracuje z czujnikami, które posiadają wyjście analogowe w zakresie 0…10V lub 0(4)…20mA oraz z wyjściem potencjometrycznym (czujniki podłączane jako dzielnik napięcia).

Dedykowane oprogramowanie MiniStick Analog PC umożliwia konfigurację urządzenia oraz odczyt parametrów, rejestrując je również do pliku zewnętrznego.
Dodatkowo moduł został przygotowany tak, by możliwe było jego połączenie z innymi programami, zaprojektowanymi przez użytkowników we własnym zakresie w środowiskach LabView, Matlab lub aplikacjach napisanych w językach C++/C#.

Charakterystyka

Do czujników z wyjściem w zakresie 0…10V i/lub 0(4)…20mA
2 niezależne kanały pomiarowe
Częstotliwość próbkowania max. 500 Hz (konfigurowalna)
12-bitowa rozdzielczość pomiarów
Interfejs USB (wirtualny port COM)
Moduł zasilany bezpośrednio z portu USB (+5VDC)
Dedykowane darmowe oprogramowanie na komputer PC (konfiguracja parametrów modułu, wizualizacja pomiarów, rejestracja danych do pliku)

Przetwornik sygnałów analogowych MiMod-A

MiMod-A podobnie jak MiniStick Analog jest przetwornikiem sygnałów analogowych, jednakże jest to urządzenie bardziej zaawansowane. Jego wymiary są o wiele większe niż w przypadku pierwszego urządzenia, jak również posiada funkcję wyświetlania parametrów od razu poprzez wyświetlacz. Zastosować go można między innymi w zakładach, halach produkcyjnych, gdzie zależy nam, aby mieć wgląd na wartość zmierzoną w danej chwili, bez podlączania komputera. Oczywiście oprócz możliwości wyświetlania posiada on standard wyjścia RS-485 (MODBUS RTU) umożliwiając łączność z urządzeniem nadrzędnym (np. komputer, PLC, panel HMI). Współpracuje z czujnikami z wyjściem w zakresie 0…10V i/lub 0(4)…20mA.

W zależności od potrzeby montażu urządzenie może być wersją montażu naściennego jak i montażu na szynę DIN. Urządzenie zostało wyposażone w dwa programowalne wyjścia przekaźnikowe (NO), wyświetlacz LCD oraz trzy przyciski funkcyjne. Standardem wyjścia jest RS-485 (MODBUS RTU), jednak w wersji specjalnej MiMod-A-A2 oprócz standardowego wyjścia przetwornik wyposażony jest w dwa wyjścia analogowe (0…10 V / 0…20 mA / 4…20 mA – konfigurowalne). Przy wersji specjalnej przetwornik wyposażony jest jednak w jedno wyjście przekaźnikowe.

Charakterystyka

Do czujników z wyjściem w zakresie 0…10V lub 0(4)…20mA
2 niezależne kanały pomiarowe
12-bitowa rozdzielczość pomiarów
Operacje matematyczne na wartościach zmierzonych
Interfejs RS-485 (MODBUS RTU)*
Wyświetlacz LCD, z podświetleniem
2 wyjścia przekaźnikowe z programowanym progiem załączenia i histerezą*
Częstotliwość próbkowania max. 100 Hz (konfigurowalna)
Dedykowane darmowe oprogramowanie na komputer PC (konfiguracja parametrów modułu, wizualizacja pomiarów, rejestracja danych do pliku)

* w wersji specjalnej –A2 dodatkowe 2 wyjścia analogowe (0..5V, 0…10V, 0…20mA, 4…20mA) oraz tylko 1 wyjście przekaźnikowe

Przetwornik sygnałów analogowych MaxMod-Ax

Najnowszy przetwornik umożliwiający podłączenie aż 16 czujników ! MaxMod-Ax to szesnastokanałowy przetwornik pomiarowy sygnałów napięciowych lub prądowych dedykowany do współpracy z czujnikami, które posiadają wyjście analogowe w zakresie -10…10V lub 0(4)…20mA.

Urządzenie wyposażone w dwa interfejsy komunikacyjne: USB oraz RS-485 pozwalające na podłączenie urządzeń nadrzędnych bez najmniejszego problemu. Charakteryzuje się bardzo wysoką rozdzielczością oraz konfigurowalną częstotliwością. Montaż przetwornika odbywa się poprzez szynę DIN. Dedykowany do MaxMod-Ax uchwyt montażowy umożliwia montaż naścienny. Wspomniany uchwyt dostosowany jest również jako stojak na biurko. Zdecydowana zaletą jest typ wejść, które nie muszą być jednego typu !!! Możliwa jest różna konfiguracja wejść zgodnie z oczekiwaniami (np. 5 kanałów napięciowych i 13 prądowych…).

Charakterystyka

Do czujników z wyjściem w zakresie -10…10 V lub 0(4)…20 mA (w zależności od wersji)
16 niezależnych kanałów pomiarowych
16-bitowa rozdzielczość pomiarów
Częstotliwość próbkowania wejść do 1000 Hz – konfigurowalna (częstotliwość >500 Hz jest dostępna max. dla 15 kanałów)
Operacje matematyczne na wartościach zmierzonych
Interfejs USB oraz RS-485 (MODBUS RTU)
Dedykowane darmowe oprogramowanie na komputer PC (konfiguracja parametrów modułu, wizualizacja pomiarów, rejestracja danych do pliku

Wskaźnik sygnałów analogowych DiMod-A

Urządzenie wyposażone w wyświetlacz pełni funkcję wskaźnika. Umożliwia pomiar dwóch sygnałów analogowych lub/i napięciowych dzięki temu, że posiada on 2 kanały pomiarowe. Dedykowany jest do współpracy z czujnikami z wyjściem analogowym (0…10 V / 0(4)…20 mA ) takimi jak enkodery, czujniki linkowe, inklinometry czy czujniki ciśnienia.

Zasilanie czujnika odbywa się bezpośrednio z licznika (o ile napięcie zasilania czujników jest identyczne jak napięcie zasilania wskaźnika). Komunikacja odbywa się z urządzeniem nadrzędnym za pomocą protokołu MODBUS RTU. DiMod-A posiada funkcję skalowania odczytanej wartości na mierzoną przez czujniki wielkość (np. mm, m, ⁰, bar, …), co umożliwia zastosowanie urządzeń w aplikacjach zarówno do pomiaru pozycji jak i ciśnienia.

Charakterystyka

Dedykowany do czujników z wyjściem analogowym
Funkcja przeliczania impulsów na wielkość mierzoną
Wyświetlacz LED (6 cyfr, wysokość cyfry: 14,4 mm)
4 przyciski funkcyjne do zmiany ustawień licznika (czarny przycisk może resetować wskazania licznika)
2 diody sygnalizujące stan wyjść przekaźnikowych
2 programowalne wyjścia przekaźnikowe (NO)
2 kanały pomiarowe (0…10 V / 0(4)…20 mA)
RS-485 (MODBUS RTU)
Wszystkie parametry konfigurowane z poziomu menu urządzenia (dostęp do menu chroniony hasłem)
Częstotliwość próbkowania max. 100 Hz (na obu kanałach; konfigurowalna)
Zakres pomiarowy: 0…10 V, 0…20 mA, 4…20 mA
Rozdzielczość: 12 bit
Dedykowane darmowe oprogramowanie na komputer PC (konfiguracja parametrów modułu, wizualizacja pomiarów, rejestracja danych do pliku

Filtracja pomiarów

Filtracja pomiarów urządzeń do pomiarów analogowych odbywa się za pomocą dwóch filtrów ciągłego oraz uśredniającego.

Filtr ciągły

Działanie filtru ciągłego, ustawionego na N próbek, polega na obliczaniu średniej arytmetycznej z aktualnie zmierzonej próbki oraz (N-1) poprzednich próbek. Obliczanie tej średniej arytmetycznej odbywa się z częstotliwością równą częstotliwości próbkowania układu pomiarowego (częstotliwość f=1/T). Poziom filtracji nie ma wpływu na częstotliwość, z jaką kontrolowane są stany wyjść cyfrowych układu poprzez porównanie aktualnej wartości pomiaru z ustawionym progiem oraz przepisanie do rejestrów transmisyjnych.

Filtr uśredniający

Działanie flirtu uśredniającego, ustawionego na N próbek, polega na obliczaniu średniej arytmetycznej z N próbek. Obliczanie tej średniej arytmetycznej odbywa się z częstotliwością równą częstotliwości próbkowania układu pomiarowego (częstotliwość f=1/T), podzieloną przez liczbę próbek (N). Poziom filtracji ma bezpośredni wpływ na częstotliwość, z jaką kontrolowane są stany wyjść cyfrowych układu poprzez porównanie aktualnej wartości pomiaru z ustawionym progiem oraz przepisanie do rejestrów transmisyjnych.

Zasada działania filtra ciągłego oraz uśredniającego

gdzie • – próbka, K – moment kontroli wyjść cyfrowych (porównywania wartości pomiaru z ustawionym progiem, przekazanie do rejestru komunikacyjnych), a T – czas między próbkami