Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Аналоговый сигнал — это непрерывная во времени физическая величина, значение которой пропорционально измеряемому параметру: давлению, температуре, уровню или расходу. В системах АСУ ТП аналоговый сигнал обычно представлен током или напряжением в стандартизованных диапазонах (4–20 мА, 0–10 В) и обеспечивает информационную связь между датчиком, контроллером и исполнительным механизмом.
Аналоговый сигнал описывается непрерывной функцией времени, у которой может быть бесконечное число промежуточных значений в заданном диапазоне. В этом его принципиальное отличие от дискретного сигнала, который принимает только конечное число фиксированных значений, и от цифрового, оперирующего двоичными «0» и «1».
В контрольно-измерительных приборах и автоматике (КИПиА) аналоговый сигнал служит для передачи измеренного значения от первичного преобразователя — датчика — к вторичному прибору или контроллеру. Параметры таких сигналов в России регламентирует ГОСТ 26.011-80 «Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные».
Унифицированный токовый сигнал 4–20 мА стал де-факто международным стандартом для промышленной автоматизации. Сигналы напряжения 0–10 В чаще применяют на коротких линиях, во встраиваемой технике и системах HVAC.
Датчик преобразует измеряемую физическую величину в электрический сигнал. Например, термопреобразователь сопротивления выдаёт ток 4 мА при нижней границе диапазона и 20 мА — при верхней. Контроллер измеряет этот ток и пересчитывает его в инженерные единицы.
Все элементы цепи — источник питания, передатчик, провода и приёмник — соединены последовательно. Через них протекает один и тот же ток, поэтому падение напряжения на длинной линии не искажает информацию. Это ключевое преимущество перед сигналом напряжения.
Нижняя граница 4 мА, а не 0 мА выбрана не случайно. Ток ниже 4 мА (обычно ≤ 3,6 мА) однозначно интерпретируется как обрыв линии или неисправность датчика. Эта особенность повышает диагностируемость системы.
В промышленных системах используют две основные группы непрерывных электрических сигналов — токовые и сигналы напряжения постоянного тока.
Согласно ГОСТ 26.011-80 нормированы диапазоны 0–5, 0–20 и 4–20 мА. На практике в современных системах применяют преимущественно 4–20 мА благодаря защите от обрыва. Стандарт также допускает биполярные сигналы (−5…+5, −20…+20 мА) и сигналы для приборов на интегральных микросхемах.
Используют диапазоны 0–10 В (наиболее распространён в зарубежной технике и системах вентиляции), 0–5 В, 0–1 В и биполярные −10…+10 В. Сигналы напряжения проще в реализации, но чувствительны к падению напряжения на проводах при удалении датчика.
ГОСТ 26.011-80 предусматривает также сигналы переменного тока частотой 50 и 400 Гц для отдельных областей применения, например в авиационной и судовой автоматике.
Унифицированный аналоговый сигнал применяется почти во всех контурах измерения и регулирования технологических процессов:
Для работы с аналоговым сигналом в системе автоматизации применяются следующие компоненты:
Поверх токовой петли часто работает протокол HART, который накладывает цифровой сигнал на аналоговый и позволяет передавать диагностическую информацию без отказа от классической схемы 4–20 мА.
Аналоговый сигнал остаётся базовой технологией передачи измерительной информации в АСУ ТП. Унифицированные стандарты 4–20 мА и 0–10 В обеспечивают совместимость оборудования, простоту монтажа и надёжную работу в промышленных условиях. Понимание принципов токовой петли и параметров по ГОСТ 26.011-80 — необходимая основа для грамотного проектирования и эксплуатации систем автоматизации.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.