వోల్టేజ్ DAQ వ్యవస్థలను ఉపయోగించి వర్తకాల కొలవడం

ప్రత్యక్షంగా డేటా అనువర్తనం (DAQ) ఉపకరణం ఉపయోగించి కరంట్‌ను సాధారణంగా కొలతు చేస్తారు.

    వోల్టేజ్‌ను కొలిచే DAQ ఉపకరణాలు, మరోవైపు, వయక్తికి చాలా సులభంగా లభ్యంగా ఉంటాయ.ఈ పద్ధతిలో వోల్టేజ్‌ను కొలిచేందుకు కరంట్‌ను వోల్టేజ్‌గా మార్చడం అవసరం.

ఈ పన్ను ఎలక్ట్రికల్ షంట్ ద్వారా చేయవచ్చు, కానీ అది ఉచిత ఇన్‌పుట్ ఇంపీడన్‌ను కలిగి ఉండాలి. ఉపయోగించాల్సిన అత్యుత్తమ షంట్‌ను నిర్ధారించడానికి స్థాపిత సూత్రాలను ఉపయోగించి గణనలు చేయాల్సి ఉంటాయ.

ఇన్‌పుట్ ఇంపీడన్

ఎలక్ట్రికల్ ఇంపీడన్ ఒక వోల్టేజ్ కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు సర్కిట్‌కు కరంట్‌కు ఎంత ప్రతిఘటన ఉంటుందో అంచనా వేయుతుంది.

ఒక సోర్స్ నెట్వర్క్‌కు ఇన్‌పుట్ ఇంపీడన్ నెట్వర్క్, ఇది రెండు విధాలుగా ఉంటుంది:

• స్థిరం & 

• ప్రవహనం.

ఎలక్ట్రికల్ ప్రతిఘటన స్థిర ప్రతిఘటన కంటే మరింత తోడానికి అంగీకరించబడుతుంది.

ఒక లోడ్ నెట్వర్క్ ఎలక్ట్రికల్ నెట్వర్క్‌లో బిజ్లీని ఉపయోగించే భాగం, అన్ని ట్రాన్స్మిషన్ నెట్వర్క్ శక్తిని ప్రసారించే భాగం. సోర్స్ నెట్వర్క్‌కు ఆవర్ట్ ఇంపీడన్ మరియు లోడ్ నెట్వర్క్‌కు ఇన్‌పుట్ ఇంపీడన్ మధ్య శక్తి ఎలా ప్రసారించబడుతుంది అనేది నిర్ణయిస్తుంది.

ఇంపీడన్ సాధారణంగా నెట్వర్క్‌కు ఎలక్ట్రికల్ ఇఫెక్టివ్ నెస్ ని అంచనా వేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది సాధారణంగా ఉపయోగించవచ్చు శక్తి అవుట్‌పుట్ మరియు సాధారణంగా నెట్వర్క్‌ను విభజించడం మరియు సెగ్మెంట్ల మధ్య ఇన్‌పుట్ మరియు ఆవర్ట్ ఇంపీడన్‌ను నిర్ధారించడం అవసరం.

ఇఫెక్టివ్ నెస్‌ను ఇన్‌పుట్ ఇంపీడన్ మరియు మొత్తం ఇంపీడన్ (ఇన్‌పుట్ మరియు ఆవర్ట్ ఇంపీడన్ మొత్తం) యొక్క నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడుతుంది.

ఎస్.సి. సర్క్యుట్లలో, ప్రతిబద్ధతను చేర్చే ప్రతికీర్తి భాగం ప్రామాదికంగా పెద్ద శక్తి నష్టాలను కలిగిస్తుంది. ఈ నష్టాల వల్ల, సర్క్యుట్ యొక్క ప్రవాహం దాని వోల్టేజ్‌తో ఫేజ్ లో ఉండకపోవచ్చు.

ఎందుకంటే, శక్తి వోల్టేజ్ మరియు ప్రవాహం రెండు యొక్క సంయోజనం, సర్క్యుట్ యొక్క మీద అందించబడుతున్న శక్తి వోల్టేజ్ ఫేజ్ లో ఉండినప్పుడే కంటే తక్కువ.

డి.సి. సర్క్యుట్లలో ప్రతికీర్తి ఉండదు, కాబట్టి దాని నుండి ప్రభావితం అవ్వదు.

డేటా అక్విజిషన్ సిస్టమ్లు

డేటా అక్విజిషన్ (DAQ) అనేది ప్రాకృతిక పరిస్థితులను కొలమణం చేయడానికి ప్రధానంగా ఉపయోగించే విద్యుత్ సిగ్నల్లను నమోదు చేసే పద్ధతిని సూచిస్తుంది.

• సెన్సర్లు,

• సిగ్నల్ కండిషనింగ్ సర్క్యుట్రీ, మరియు

• భౌతిక లక్షణాలను అనలాగ్ సిగ్నల్‌కు మార్చే అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్

ఈ మూడు ఘటకాల్లో ఒకటి.

సిగ్నల్ కండిషనింగ్ సర్క్యుట్రీ సిగ్నల్లను డిజిటల్ విలువలుగా మార్చుతుంది, అవి తర్వాత అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్ ద్వారా మార్చబడతాయి. స్టాండాలోన్ DAQ సిస్టమ్లకు డేటా లాగర్లు అత్యధికంగా ఉపయోగించే పేరు.

తక్కువ ఇన్‌పుట్ ప్రతిబద్ధత గల డేటా రికార్డర్లు సాధారణంగా 22kΩ యొక్క ఇన్‌పుట్ ప్రతిబద్ధతను కలిగి ఉంటాయి. ప్రమాదికంగా ఇన్‌పుట్ ప్రతిబద్ధత ఉన్నప్పుడు, దానికి కనీసం 100 M యొక్క ఇన్‌పుట్ ప్రతిబద్ధత ఉండాలి, యూనిట్ ఖర్చు.

ఈ రకమైన డేటా లాగర్ అనలాగ్-టు-డిజిటల్ (సఫలమైన అంచనా) కన్వర్టర్ కలిగి ఉంటుంది. ఇది 1V, 2V, 5V, మరియు 10V వోల్టేజ్ ఇన్‌పుట్లకు ఐదు ఏకాంత చానల్లను కలిగి ఉంటుంది.

విద్యుత్ షంట్

విద్యుత్ షంట్ అనేది సర్క్యుట్ యొక్క బిందువు చుట్టూ విద్యుత్ ప్రవహించడానికి తక్కువ రోధం పథాన్ని ఉపయోగించే యంత్రం.

ఒక అమీటర్ దాని స్థిరంగా కొలవడంలో చాలా ఎక్కువ ప్రవాహాన్ని నిర్ధారించడానికి అనేక ఆలస్యం అమీటర్ షంట్లలో ఒకటిని ఉపయోగించవచ్చు.

ఈ రకమైన స్థిరంగా తెలుసున్న ప్రతిరోధం లోడ్ విద్యుత్ ప్రవాహానికి పోల్చినప్పుడు సంబంధం గాని చాలా తక్కువ. దాని ద్వారా ప్రవహించడానికి, షంట్ దానితో శ్రేణి కలపబడుతుంది.

షంట్ యొక్క వోల్టేజ్ డ్రాప్ (VD) షంట్ యొక్క ఏదైనా చివరికి వోల్ట్ మీటర్ కలపడం ద్వారా కొలవవచ్చు. షంట్ యొక్క ప్రతిరోధం మరియు ఈ వోల్టేజ్ డ్రాప్ అప్పుడు లెక్కించవచ్చు.

షంట్ యొక్క గరిష్ఠ ప్రవాహం వద్ద వోల్టేజ్ డ్రాప్‌లు, ప్రణాళిక ప్రక్రియ ప్రారంభమయ్యిన తర్వాత ఒక నిర్ధారించిన సమయం తర్వాత డీరేట్ చేయాలి, ఇది షంట్‌ని విభజించే విలువ మరియు సాధారణంగా 50 mV, 75 mV, లేదా 100 mV.

షంట్లు సాధారణంగా నిరంతర ఉపయోగం కోసం మినిట్లకు డీరేటింగ్ ఉంటుంది. షంట్ యొక్క ప్రతిరోధం దాని విపరీతాలు మరియు దాని టెంపరేచర్, థర్మల్ డ్రిఫ్ట్ నుండి వేరువేరుగా ఉంటుంది. 80 °C (176 °F) వద్ద, షంట్లు సాధారణంగా థర్మల్ డ్రిఫ్ట్ ప్రపంచంలో ఉన్నాయి మరియు సరిపోలేని నష్టాలను పొందుతాయి.

లెక్కలు

ఒక సర్క్యూట్లో ప్రవాహం నిర్ధారించడానికి ప్రామాణిక సూత్రం

I = V/R

ఇక్కడ,

V – వోల్టేజ్ (V)

I – ప్రవాహం (అంప్స్) మరియు

R – ప్రతిరోధం (Ω)

షంట్లో, ప్రతిఘాతం ప్రయోగించబడుతున్న పరికరంలో రేటు ప్రతిఘాతం సమానంగా ఉంటుంది, మరియు వోల్టేజ్ Vin+ మరియు Vin- ఇన్‌పుట్ టర్మినల్‌ల మధ్య వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం సమానంగా ఉంటుంది.

వోల్టేజ్ డ్రాప్ ఒక నిర్దిష్ట శ్రేణిలో ఉండాలనుకుందాం, ఇది ఈ ప్రక్రియలో అత్యంత ముఖ్యమైన దశ. ప్రస్తుతం సిగ్నల్-నోయ్స్ నిష్పత్తి అనుకులంగా ఉండడానికి కనీసం అనేక వోల్ట్ల నష్టం అవసరం.

కరెంట్ సోర్స్ గ్రౌండ్ టర్మినల్ నుండి వేరు ఉంటే, విద్యుత్ శబ్దాలను తగ్గించడానికి Vin- మరియు గ్రౌండ్ టర్మినల్‌ల మధ్య 1kΩ రెజిస్టర్ కనెక్ట్ చేయవచ్చు.

కరెంట్ సోర్స్ యొక్క గరిష్ట రేటు ఔట్పుట్ వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ని దాటాలి, కానీ మొత్తంగా ఇది ఎక్కువ ఉండదు.

రెజిస్టర్ ను ఓవర్‌హీట్ అయ్యేటట్లు మరియు ప్రతిఘాతంలో పెద్ద మార్పు జరిగడం లేనింటికీ వోల్టేజ్ డ్రాప్ చాలా తక్కువ ఉండాలి.

వోల్టేజ్ ఇన్‌పుట్ పరికరం ఉపయోగించి 4–20 mA ఇన్‌పుట్ కొలవడం

వోల్టేజ్ మాత్రమైన పరికరంతో 4 నుండి 20 mA కొలవడం సులభం మరియు సస్యం.

అనేక A/D బోర్డ్లు 4 నుండి 20 mA సిగ్నల్లను నేర్చుకుని తీసుకురావు. ఈ సమస్యను కొన్ని నిమిషాల్లో పరిష్కరించవచ్చు. 4–20 mA ను వోల్టేజ్‌కు మార్చడానికి రెజిస్టర్ విలువను నిర్ధారించండి.

డేటా అక్విజిషన్ సిస్టమ్‌లకు & అనలాగ్ కొలిపు పరికరాలకు, అత్యధికంగా ఉపయోగించే రెజిస్టర్ విలువ 250Ω, ఇది 4 నుండి 20 mA ఫ్లో తో 1 నుండి 5 VDC సిగ్నల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

క్రింది ఉదాహరణ ఏ రకమైన వోల్టేజ్ ఇన్‌పుట్ కోసం 0 నుండి 5 VDC కంటే ఎక్కువ ఉండినప్పుడు సరైన రెజిస్టర్ ఎందుకు ఎంచుకోవాలను చూపుతుంది.

ఉదాహరణ-1: 0 నుండి 2 VDC ఇన్‌పుట్ నుండి 4 నుండి 20 mA కొలవబోతున్నారు.

ఓహ్మ్ నియమంలోనిఓహ్మ్ నియమం,

R=2V/0.020A = 100Ω

• 20 mA ప్రవాహం అయితే 100 ఒమ్ రిసిస్టర్‌కు 2 వోల్ట్‌లు పడతాయి.

• 4 mA ప్రవాహం అయితే 100 ఒమ్ రిసిస్టర్‌కు 0.4 వోల్ట్‌లు పడతాయి.

కాబట్టి, 4 నుండి 20 mA ప్రవాహం 100 ఒమ్ రిసిస్టర్‌పై ఉంటే 0.4 వోల్ట్ పడతుంది.

మరొక ముఖ్యమైన దశ ఏమిటంటే రిసిస్టర్ యొక్క టాలరెన్స్ 1% లేదా తక్కువ, ఎంచుకున్న 0.1% ఉండాలి, వోల్టేజ్ పడటంలో అసరియ్యాలనివ్వాలని.

సమయం (లేదా) ఉష్ణోగ్రత మీద పెరుగుతుంది అనే రిసిస్టర్ కావాలన్నంటే అది సరియైన సమాధానం కాదు, ఎందుకంటే అది సరియైన సమాధానానికి ప్రభావం చూపుతుంది.

రిసిస్టర్ విలువలో ఏ విధమైన వ్యత్యాసం ఉంటే, రీడింగ్‌లను సరైనదిగా చూసి, సాఫ్ట్వేర్‌లో అవసరమైన మినహా మార్పులను చేయాలి.

ఉదాహరణ-2: 100 రిసిస్టన్స్ నుండి 99.5Ω ఉంటే, వోల్టేజ్ ఆవృత్తి 0.398 నుండి 1.99V ఉంటుంది.

సాధారణంగా డేటా అక్విజిషన్ సిస్టమ్‌లో వోల్టేజ్ ఇన్‌పుట్ టర్మినల్స్ మీద రిసిస్టర్ కనెక్ట్ చేయండి, ఆపై రెండు టర్మినల్స్ కనెక్ట్ చేయండి.

ఈ పద్ధతి రిసిస్టర్ ద్వారా ప్రవాహం ప్రవహిస్తున్నప్పుడు వోల్టేజ్ పడటం జరిగేది, అది డేటా అక్విజిషన్ ద్వారా కొలిచబడుతుంది.

ట్రాన్స్మిటర్ లేదా 2-వైర్ సెన్సర్‌ను పనిచేయడానికి పవర్ సప్లైని ఉపయోగిస్తే, పవర్ సప్లైని గ్రౌండ్ చేయాలి.