การส่งสัญญาณ Analog 4 – 20 mA. จากเซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์ที่มีการใช้งานในอุตสาหกรรมนั้นมีด้วยกันหลายรูปแบบ และมีเทคนิคการส่งสัญญาณที่หลากหลาย  หนึ่งในเทคนิคที่เชื่อถือได้ และมีการใช้งานแพร่หลายคือการส่งสัญญาณแบบ 4-20mA ซึ่งการส่งสัญญาณแบบนี้ ได้ถือกำเนิดขึ้นในช่วงยุคปี ค.ศ.1950 ต่อมาเมื่ออิเล็กทรอนิกส์กลายเป็นของราคาถูกและมีความแม่นยำในระดับที่เชื่อถือได้  ทำให้สัญญาณ 4-20mA เป็นที่นิยมสำหรับการส่งข้อมูลของเครื่องมือวัดในอุตสาหกรรม ในปัจจุบัน

รูปแบบวงจร ภายในเซ็นเซอร์ และการส่งสัญญาณ 4-20mA ไปยัง PLC

การส่งสัญญาณแบบ 4-20 mA.นั้นสัญญาณจะถูกส่งเป็นแบบ Linear เช่น เซ็นเซอร์ที่ส่งสัญญาณที่วัดได้ 0-100 % ที่ 0 % เครื่องมือวัดจะส่งสัญญาณออกไป 4 mA และที่ 100 % เซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณออกไป 20 mA

ผู้ที่ใช้งานมักเกิดคำถามที่ว่า ทำไมต้องเป็น 4-20mA ทำไมไม่เป็น 0-20 mA สาเหตุที่ต้องเริ่มต้นจาก 4 mA  ก็เพราะถ้าเราเริ่มจาก 0 mA จะทำให้เราไม่ทราบว่าตอนนี้ เซ็นเซอร์เราเสียหายหรือว่าอยู่ในสถานะ 0%  แต่ถ้าเราใช้ 4-20mA เราจะแยกแยะได้ทันทีว่า เซ็นเซอร์ตัวนี้เสียหายหรืออยู่ในสถานะ 0% ถ้าวัดสัญญาณ Output ได้ 0 mA เท่ากับเสียหาย  แต่ถ้าวัดสัญญาณ Output ได้ 4 mA เครื่องมือวัดยังใช้งานได้อยู่

ข้อดี

1.สามารถส่งสัญญาณได้ไกลถึง 1 km. (ขึ้นอยู่กับความต้านทานของสายไฟและโหลดของตัวรับสัญญาณ)

2.สัญญาณจะไม่ถูกรบกวนเนื่องจากคุณสมบัติของลูปกระแสที่เหมือนเป็นวงจรอนุกรม ที่กระแสจะไหลเท่ากัน รวมถึงไม่มีผลกระทบเรื่องแรงดันตกคร่อม หรือการถูกรบกวนจากแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการแผ่สนามแม่เหล็กไฟฟ้าในสายส่งอื่นๆ

3.การเดินสายสัญญาณน้อยที่สุดคือสองสาย ทำให้ประหยัดสายไฟในกรณีที่เดินสายสัญญาณไกลๆ

ลักษณะการอ้างอิงค่าสัญญาณที่จ่ายออกจากเซ็นเซอร์แบบ 4-20 mA.
สัญญาณที่ส่งออกมาจากเซ็นเซอร์จะถูกส่งเป็นแบบ Linear ที่มีช่วงการวัด 0-100 % เช่นสมมุติว่าเซ็นเซอร์ วัดแรงดันน้ำได้ 0-10 Bar. ที่แรงดัน 0 bar. เซ็นเซอร์จะจ่ายสัญญาณเซ็นเซอร์ที่ 4 mA. และที่แรงดัน 10 Bar.เซ็นเซอร์จะจ่ายสัญญาณเซ็นเซอร์ที่ 20 mA.