신호변환기

• 신호변환·조절기의 기능으로 부적절한 것은?

신호를 읽기 좋게 바꾸는 이유

센서 출력이 작으면 증폭하고 불필요한 주파수 성분은 필터링합니다. 입력과 출력 관계가 비선형이면 보정식 등으로 선형화하여 측정량에 대응시킵니다. 일부러 비선형성을 키우는 것이 일반적인 신호조절의 목적은 아닙니다.

4–20 mA의 의미

선형 전송에서 측정 하한은 4 mA, 상한은 20 mA에 대응합니다. 하한에서도 전류가 흐르므로 라이브 제로라고 합니다. 중간값은 12 mA입니다. 0 mA는 단선이나 전원 상실 등 회로 이상을 의심할 단서이며 정상 하한값과 구분합니다. 실제 고장 신호 범위는 장치 설정과 제조사 자료로 확인합니다.

A/D 변환

표본화는 시간 간격마다 값을 읽는 과정, 양자화는 연속 크기를 유한한 단계에 대응시키는 과정, 부호화는 그 단계를 디지털 코드로 표현하는 과정입니다. 비트 수가 정하는 크기 분해능과 초당 표본 수가 정하는 시간 정보는 별개의 성능입니다.

1. 센서의 출력이 전압인지 전류인지 확인합니다.
2. 센서 범위와 제어기 입력 범위·전원을 대조합니다.
3. 필요한 증폭·필터링·선형화·A/D 변환 단계를 구분합니다.
4. 전압 입력은 부하효과, 전류 입력은 루프의 전원·부하 조건을 확인합니다.

0–100이라는 측정범위를 4–20 mA로 선형 전송한다면 4 mA는 0, 12 mA는 50, 20 mA는 100입니다. 계산식은 측정값=100×(I−4)/16이며 I의 단위는 mA입니다. 전류 0 mA를 식에 넣어 정상 범위의 측정값으로 처리하지 말고 이상 상태 여부를 먼저 구분합니다.