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Conversión y escalado de sensores

revisión 97382


Descripción

Este artículo proporciona fórmulas para convertir las señales medidas de los sensores a unidades físicas, una función disponible en WB-MAI6 y WB-MAI2-mini/CC v.3. También explica el escalado de los límites inferior y superior para rangos de señales de sensor no estándar.

Términos y definiciones

  • Valores mínimo (Smin) y máximo (Smax) de la señal del sensor, por ejemplo, 0–20 mA;
  • Señal medida (S) del sensor;
  • Mínimo (Pmin), máximo (Pmax) y calculada (P) magnitud física medida por el sensor. Los valores mínimo y máximo definen su rango de medición y se especifican en la documentación del sensor.
    • P = Pmin + (S - Smin) * K.
  • Factor de conversión (K), la relación entre el rango de la magnitud física y el rango de la señal: unidades físicas por unidad de señal.
    • K = (Pmax - Pmin) / (Smax - Smin).

Conversión de una señal de sensor a unidades físicas

Considere un sensor de temperatura de 4–20 mA con un rango de −40 a +80 °C. Calcule la temperatura a 12 mA.

Datos:

  • Smin = 4 mA, Smax = 20 mA;
  • Pmin = -40 °C, Pmax = 80 °C;
  • S = 12 mA.

Solución:

  • Factor de conversión: K = (Pmax - Pmin) / (Smax - Smin) = (80 − (−40)) / (20 − 4) = 120 / 16 = 7.5 °C/mA;
  • Magnitud física: P = Pmin + (S - Smin) * K = (-40) + (12 - 4) * 7.5 = 20 °C.

Límites de rango para señales de sensor no normalizadas

Para convertir señales analógicas estándar a unidades físicas, los módulos WB-MAI6 y WB-MAI2-mini/CC v.3 utilizan los parámetros Lower y Upper range limit, que corresponden a los valores mínimo (Pmin) y máximo (Pmax) de la magnitud física medida por el sensor.

Para una señal no estándar, como 1.6–19.4 mA, seleccionar un rango de plantilla de 0–20 mA producirá una conversión incorrecta. Calcule los valores físicos correspondientes a 0 mA y 20 mAe introdúzcalos en los parámetros correspondientes Lower y Upper range limit.

Ilustración de conversión y escalado del sensor
Límites superior e inferior del rango para una señal no normalizada de 6–19 mA

Considere un sensor de temperatura con salida de 6–19 mA y rango de −40 a +80 °C. La plantilla está configurada para medir 4–20 mA. Calcule los valores físicos correspondientes a 4 mA y 20 mA.

Datos:

  • Smin = 6 mA, Smax = 19 mA;
  • Pmin = -40 °C, Pmax = 80 °C;
  • S1 = 4 mA, S2 = 20 mA.

Solución:

  • Factor de conversión: K = (Pmax - Pmin) / (Smax - Smin) = (80 − (−40)) / (19 − 6) = 120 / 13 = 9.23 °C/mA;
  • Magnitud física en el límite inferior del rango: P1 = Pmin + (S1 - Smin) * K = (-40) + (4 - 6) * 9.23 = (-40) + (-18.46) = -58.46 °C.
  • Magnitud física en el límite superior del rango: P2 = Pmin + (S2 - Smin) * K = (-40) + (20 - 6) * 9.23 = (-40) + 129.22 = 89.22 °C.

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