요즘 한참  회로설계중인 4~20mA loop 에 대해 잠깐 적어봄니다.

일반적으로 산업용 데이터 전송은 RS-422,485,CAN등을 많이 사용합니다.

그에 반해 산업용 센서 신호 전송은 4~20mA 전류로 전달을 합니다.

그럼 왜 4~20mA 전류로 데이터를 전송하는 것일까요?

전압 출력을 거리가 떨어진 지점으로 전송하다보면 필연적으로 전선의 저항으로 인해 전압강하가 발생합니다.

즉, 전송거리에 따라 측정값을 다르게 받아 들일 수 있다는 이야기가 되겠지요.

센서가 감지한 신호의 출력전압이 1V라고 할때 이것을 500m 거리에 종단으로 전송하게 되면 

종단쪽 측정값이 선로의 저항으로인한 전압강하에 의해 1v보다 적게 됩니다.

그에반해 전류 출력의 경우 직렬 루프내의 전류는 동일합니다(키르히호프의 제1법칙)

문제는 송신 측에선 전류를 전압으로 변환해야 신호처리가 용이하므로 종단저항이라고 하는 저항을 답니다.

이때 주로 사용하는 종단저항이 250옴입니다.

센서의 출력으로 10mA가 나오면 종단측에는 10mA * 250 = 2.5V가 얻어집니다.

대다수의 회로에서 5V를 많이 사용하므로 센서의 최대출력전류가 나오더라도 5V를 넘지 않게 하는것이

여러가지 표준적인 측면때문에 편합니다. 그래서  5V/250 = 20mA 가 나온것이라고 합니다.

그런데 여기서 또 궁금증이 생기는 분이 계실겁니다  왜0~20mA가 아닌 4~20mA인가?

 0~20mA를 사용할 경우 0 mA의 전류는 출력값이 0 이어서 발생할 수 있지만,

단선에 의해서도 발생할 수 있습니다.

이렇게 되면 문제가 무엇인지 오리무중이 됩니다.

그래서 최하 1V가 정상적인 경우 감지되게 만들자는 취지에서 1V/250 = 4mA가 된것입니다.

종단측에서 0V가 감지되면 센서이상 혹은 단선

1V~5V사이가 출력되면 정상상태의 센서값으로 볼수있게되죠~~^^ 이해가 되셨나요?

그럼 다음 시간에는 4~20mA 회로에 대해 알아보겠습니다...^^