Sisteme cu semnale de tensiune

Sisteme cu semnale de tensiune

Masurarea inaltimii apei dintr-un bazin

Utilizarea tensiunii variabile pentru semnalele de instrumentatie pare o solutie buna in acest caz. Sa vedem asadar cum am putea folosi un semnal de tensiune pentru a masura cantitatea de apa dintr-un bazin:

Traductorul din diagrama alaturata contine propria sursa de tensiune, iar potentiometrul este actionat de un plutitor ce se afla in interiorul bazinului, pozitia acestuia depinzand de nivelul apei. Indicatorul nu este nimic altceva decat un voltmetru cu o scala calibrata (modificata) pentru citirea unei anumite inaltimi a apei (cm, m, etc.) in loc de volti.

Pe masura ce nivelul apei sufera modificari, plutitorul se va misca si el. Aceasta miscare a plutitorului va modifica pozitia periei potentiometrului, modificand astfel caderea de tensiune dintre cele doua puncte la care este conectat voltmetrul. Prin urmare, tensiunea masurata de voltmetru va depinde de nivelul apei din bazin.

Acest sistem elementar traductor/indicator este fiabil si usor de inteles, insa are unele neajunsuri. Probabil ca cel mai mare dintre ele este influenta pe care o poate avea rezistenta cablurilor electrice asupra marimii de masurat. Voltmetrele reale utilizeaza valori foarte mici ale curentului datorita rezistentei lor interne, desi, ideal ar fi ca acest curent sa fie zero.

In acest caz, va exista o cantitate mica de curent prin cele doua cabluri conductoare. Cablul avand la randul lui o valoare a rezistentei diferita de zero, va prezenta si o cadere de tensiune in lungul lui, ca si in cazul unui rezistor; caderea de tensiune la bornele voltmetrului va fi astfel mai mica decat tensiunea totala generata de traductor prin intermediul potentiometrului. Aceasta pierdere de tensiune, oricat de mica, constituie o eroare de masura:

In figura alaturata au fost adaugate simbolurile rezistorului pentru cablurile electrice pentru a indica ceea ce se intampla de fapt intr-un sistem real. Valorile acestor rezistente pot fi reduse folosind cabluri electrice mai groase (si mai scumpe) si/sau putem evite efectele lor cu ajutorul unui voltmetru cu o rezistenta interna foarte mica (complexitate sporita).

In ciuda acestui dezavantaj, semnalele de tensiune sunt inca folosite in multe aplicatii datorita design-ului lor extrem de simplu. Un standard des folosit este de de 0-10 volti, unde 0 volti reprezinta 0% din valoarea de masurat, 10 volti 100%, 5 volti 50%, etc. Un alt domeniu folosit este cel de 1-5 V, ce utilizeaza conceptul de zero real pentru detectarea cazurilor de defect.