산업 현장의 계기들은 24 VDC를 사용하고 4~20mA를 사용하는데... 왜 또 250 Ohm저항을 다는 거지???
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Q : 4-20mA HART 신호에서 250옴 저항을 사용하는 이유는?
HART(Highway Addressable Remote Transducer) 프로토콜을 지원하는 계기에서는 4-20mA 전류 루프를 사용하여 측정값을 전송하면서, 동시에 디지털 신호를 전송하기 위해 250옴 저항을 사용합니다.
HART 프로토콜은 4-20mA 전류 루프를 통해 아날로그 측정 값을 전송하면서, 동시에 디지털 정보를 주고받을 수 있는 프로토콜입니다. 이때, 4-20mA 전류 루프를 사용하면 전류 값에 따라 측정값의 범위를 나타낼 수 있으며, 이 값을 0-100%와 같은 물리적인 값으로 변환할 수 있습니다.
하지만, 4-20mA 전류 루프만을 사용하면 디지털 정보를 전송하기 어렵습니다. 따라서, HART 프로토콜에서는 4-20mA 전류 루프를 사용하여 아날로그 값을 전송하면서, 250옴 저항을 사용하여 디지털 정보를 전송합니다. 이 저항은 전류 값과 디지털 정보를 동시에 전송하기 위해 사용되며, 저항 값이 일정하게 유지되어야 합니다. 따라서, 저항을 사용하는 이유는 HART 프로토콜을 지원하는 계기에서 아날로그 측정값을 전송하면서 동시에 디지털 정보를 전송하기 위해서입니다.
계기 저항의 범위는 전자 회로에서 필요한 전압, 전류, 임피던스 매칭, 필터링 및 바이어스 설정 등 다양한 기능을 수행하기 위해 선택됩니다. 예를 들어, 4-20mA의 전류 변환기에서 아날로그 입력을 수신할 때는 정밀한 250옴 션트 저항기가 필요하며, 이는 전류를 정확하게 아날로그 전압으로 변환하는 데 사용됩니다.
HART 통신에서는 루프 저항이 적어도 250옴 이상이어야 하며, 상한선인 1100옴은 송신기가 전압이 부족해져 정상 작동하지 않는 것을 방지하기 위해 필요합니다. 결론적으로, 계기 저항 값의 선택은 해당 회로에서 필요한 기능에 따라 달라지며, 적절한 값을 선택하여 원하는 전압, 전류, 임피던스, 필터링 및 바이어스 설정을 얻을 수 있습니다.
Q : 옴의 법칙과 계기 저항 250옴의 상관성
옴의 법칙(Om's law)은 전기 회로에서 전압(Voltage), 전류(Current), 저항(Resistance) 세 요소간의 관계를 설명하는 법칙입니다. 이 법칙은 다음과 같이 표현됩니다.
V = I × R
여기서 V는 전압, I는 전류, R은 저항을 나타냅니다. 이 식은 전압은 전류와 저항의 곱으로 나타낼 수 있다는 것을 보여줍니다.
HART 프로토콜에서 4-20mA 전류 루프를 사용할 때, 4mA는 0V, 20mA는 5V로 대응됩니다. 이때, 250옴 저항을 루프 회로에 연결하면, 전압은 다음과 같이 계산됩니다.
V = I × R = 0.02A × 250Ω = 5V
즉, 4-20mA 전류 루프를 통해 250옴 저항을 루프 회로에 연결하면, 4mA에서 0V, 20mA에서 5V의 전압이 생성됩니다. 이를 통해 HART 프로토콜에서 디지털 신호를 전송할 수 있습니다.
따라서, 250옴 저항은 HART 프로토콜에서 디지털 정보를 전송하기 위한 필수적인 요소입니다. HART 프로토콜을 지원하는 포지셔너나 계기에서는 여전히 250옴 저항이 필요하며, 이를 통해 안정적인 디지털 신호 전송이 가능해집니다.
Q : FLUKE LOOP TEST기에는 250옴 저항이 내장되어 있나요?(혹은 비슷한 장치들)
Fluke사의 몇몇 모델의 Loop Calibrator에는 내장된 250옴 저항이 있습니다. 이러한 모델들은 일반적으로 Loop Calibrator 또는 Process Calibrator라고 불리며, 4-20mA 루프 검사 및 조정에 사용됩니다.
예를 들어, Fluke사의 Loop Calibrator 모델 중 하나인 Fluke 707, 709, 709H 및 709H/TRACK 모델에는 250옴 저항이 내장되어 있습니다. 이러한 모델들은 4-20mA 루프 검사 및 조정을 위한 다양한 기능과 함께 제공되며, 전체 루프 검사 및 신뢰성 검사 등을 수행할 수 있습니다.
또한, 다른 제조업체의 Loop Calibrator 제품들도 내장된 250옴 저항을 가지고 있는 경우가 많습니다. 이러한 제품들은 루프 검사 및 조정을 위한 다양한 기능과 함께 제공되며, 전체 루프 검사, 신뢰성 검사, 루프 안정성 검사 등을 수행할 수 있습니다.
따라서, Fluke 및 다른 제조업체의 Loop Calibrator 제품 중 일부에는 내장된 250옴 저항이 있으며, 이를 통해 4-20mA 루프 검사 및 조정을 수행할 수 있습니다.
Q : 현재 출시되는 포지셔너나 계기에도 250옴 저항이 필요한가요?
HART 프로토콜을 지원하는 현재 출시되는 포지셔너나 계기에서도 여전히 250옴 저항이 필요합니다. HART 프로토콜은 아날로그 4-20mA 신호와 디지털 통신을 동시에 사용하며, 이를 위해 250옴 저항을 사용합니다. 따라서, HART 프로토콜을 사용하는 포지셔너나 계기에서는 여전히 250옴 저항이 필요합니다.
또한, 일부 측정기기에서는 HART 프로토콜뿐만 아니라 다른 디지털 프로토콜을 지원하기도 합니다. 이 경우에도 일반적으로 250옴 저항이 필요합니다. 하지만, 최근에는 디지털 프로토콜에 따라 다양한 저항값을 지원하는 측정기기도 출시되고 있습니다. 따라서, 구체적인 제품의 사양서를 확인해야 합니다.
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