Come funziona il calcolatore di caduta di tensione dell’alimentazione del sensore
I sensori a tre e quattro fili, come proximity, sensori di pressione con uscita in tensione, misuratori di portata e dispositivi IO-Link, ricevono l’alimentazione da una coppia di conduttori del cavo. La loro corrente fa cadere una tensione su entrambi i conduttori, e al sensore arriva l’alimentazione meno quella caduta. Un sensore sotto la sua alimentazione minima può funzionare ancora a temperatura ambiente e guastarsi al freddo o quando commuta un’uscita.
Il calcolatore indica la tensione al sensore, il margine sopra il suo minimo, il cavo più lungo e la sezione minima che funzionano ancora, la potenza persa nel cavo e lo spostamento di un’uscita in tensione causato dallo 0 V comune.
Tensione al sensore
La caduta è I × 2 × ρ × L / A, con il rame a 0,0172 Ω·mm²/m a 20 °C e lo 0,393 % in più per kelvin. Un sensore da 50 mA su 200 m di 0,5 mm² riceve 0,69 V meno dei 24 V di alimentazione. L’alimentazione minima è nella scheda tecnica; lascia margine per la tolleranza dell’alimentatore, tipicamente ±10 % negli impianti a 24 V, e per la corrente di spunto.
Inserisci la corrente assorbita dal sensore con le uscite attive. Un’uscita di commutazione che pilota un carico sullo stesso cavo aggiunge la corrente di quel carico alla caduta.
Lo 0 V comune
Un sensore a tre fili con uscita 0 … 10 V usa un conduttore per l’alimentazione, uno per il segnale e uno, lo 0 V, sia per il ritorno dell’alimentazione sia per il riferimento del segnale. Il ricevitore misura il segnale rispetto al proprio 0 V, quindi la tensione che la corrente di alimentazione fa cadere sul conduttore di 0 V si somma alla lettura. Nell’esempio, 50 mA su 6,9 Ω sono 0,34 V, il 3,4 % di uno span di 10 V: un errore grande che al banco con un cavo corto non si vede.
Un collegamento a quattro fili con ritorno di segnale separato, un sensore con uscita in corrente o un cavo corto lo evitano. Gli anelli di corrente non ne risentono perché il ricevitore misura la corrente, non una tensione; per i trasmettitori a due fili 4–20 mA usa il calcolatore di alimentazione dell’anello.
Lunghezza e sezione del cavo
Il cavo più lungo è quello con cui la tensione al sensore raggiunge il minimo. Il calcolatore indica anche la sezione minima per la tua lunghezza e la sezione normalizzata successiva. Conduttori più grossi risolvono l’alimentazione ma non lo spostamento dello 0 V di un’uscita in tensione, che cala con la resistenza e resta proporzionale alla corrente.
Domande frequenti
La temperatura del cavo conta?
La resistenza del rame aumenta dello 0,393 % per kelvin, quindi un cavo in una passerella a 60 °C ha il 16 % di resistenza in più che a 20 °C. Inserisci la temperatura del conduttore per tenerne conto.
E più sensori sullo stesso cavo?
I sensori collegati in fondo alla stessa coppia sommano le loro correnti. Sensori distribuiti lungo un bus vedono cadute diverse; calcola quello in fondo con la corrente totale come stima prudente.
L’AWG è supportato?
Sì. L’elenco dei conduttori include le misure AWG accanto ai mm²; scegli la misura del tuo cavo.