Escalamiento 4–20 mA
Convierta una señal analógica de 4–20 mA, 0–10 V u otra a unidades de ingeniería y de regreso para cualquier rango — lineal o flujo por DP con raíz cuadrada, con porcentaje de span, en cualquiera de los dos sentidos.
Escalamiento de señal analógica · en dos sentidos, lineal o con raíz cuadrada
% = (mA − 4) / 16 · EU = LRV + % · span
Qué le da
Un transmisor de 4–20 mA reporta su medición como corriente: 4 mA en el fondo de su rango calibrado y 20 mA en el tope, subiendo en línea recta entre los dos. Esta herramienta hace esa conversión en los dos sentidos — convierte una lectura de señal a unidades de ingeniería (PSI, °F, GPM, porcentaje de nivel, lo que sea el rango), o convierte un valor de proceso de regreso a la señal que debería estar cargando el lazo. La forma general es porcentaje = (señal − Slo) ÷ (Shi − Slo) × 100 y UI = LRV + porcentaje ÷ 100 × span, donde el span es simplemente URV − LRV. Se reacomoda a señal = Slo + frac × (Shi − Slo) en el otro sentido.
Escoja el tipo de señal para que corresponda a su equipo — lazos de corriente de 4–20 mA y 0–20 mA, o señales de voltaje de 0–10 V, 1–5 V y 2–10 V — y el span bajo/alto (Slo, Shi) se actualiza para que las mismas cuentas de porcentaje de span apliquen a cualquiera. La barra de escala del diagrama vuelve a rotular sus extremos según el estándar que usted escoja.
Por qué 4 mA y no 0
El fondo del rango es 4 mA, no cero, y es a propósito — es un cero vivo. Un lazo sano sentado hasta abajo de su rango sigue cargando 4 mA, así que una lectura de 0 mA le dice que el lazo mismo está roto (un cable cortado, un transmisor muerto, un fusible botado) y no que haya una medición de cero de verdad. Esos 16 mA de señal aprovechable entre 4 y 20 son los que se mapean a su rango de ingeniería, y por eso cada término de la fórmula divide entre 16 y no entre 20.
Nota de campo — la calculadora solo sabe el rango que usted le da
El escalamiento es tan honesto como el LRV y el URV que usted capture, y esos viven en la configuración del transmisor, no en una etiqueta en la que se pueda confiar. Si un técnico re-rangeó el instrumento el mes pasado y el bloque del DCS todavía trae el span viejo, la corriente del lazo está bien pero todo valor de ingeniería que salga de ella está mal. Cuando una lectura se vea rara, confirme el LRV y el URV reales del transmisor antes de sospechar del sensor — un rango que no corresponde es mucho más común que una celda fallada. Y confirme la función de transferencia: un transmisor de DP que infiere flujo necesita la relación de raíz cuadrada, así que un bloque dejado en lineal (o un transmisor inteligente que ya saca la raíz mientras el DCS se la saca otra vez) tuerce todos los números de flujo.
Lineal contra raíz cuadrada
La mayoría de los lazos son lineales — presión, nivel, temperatura — donde una señal a media escala significa un valor de proceso a media escala. Pero un medidor de flujo por presión diferencial mide la DP a través de un orificio, y el flujo es proporcional a la raíz cuadrada de esa DP. Cambie la función de transferencia a raíz cuadrada y la herramienta aplica UI = LRV + √frac × span, donde frac es la fracción de señal (señal − Slo) ÷ (Shi − Slo). Como la √ comprime la parte alta de la escala, las marcas de unidades de ingeniería del diagrama se amontonan hacia el extremo alto para enseñarlo.
Ejemplo resuelto
Un transmisor de presión está rangeado 0–300 PSI y el lazo lee 12 mA. El span es 300 PSI, y 12 mA queda en (12 − 4) ÷ 16 = 50 por ciento del span, así que en un lazo lineal la presión es 0 + 0.50 × 300 = 150 PSI. En un lazo de flujo por DP con raíz cuadrada rangeado 0–100 GPM, esos mismos 12 mA (frac = 0.50) dan √0.50 × 100 = 70.7 GPM — más de la mitad del rango, porque la curva va empinada cerca del fondo. Al revés en el rango lineal, para encontrar la corriente de 225 PSI: eso es 225 ÷ 300 = 75 por ciento del span, así que el lazo debería leer 4 + 0.75 × 16 = 16 mA.