アナログ入出力

Question

よろしくお願いします。

センサーなどでアナログ出力を0-10Vや4-20mA等どちらか選ぶ場合がありますが、両者のメリット・デメリット。選定基準など教えて頂けないでしょうか。

Answer

4-20mAはlumiheartさんが指摘されているように遠距離まで信号線を伸ばせる特長があります。
この回路は定電流回路で駆動されリード線の抵抗が温度等で変わっても影響がありません。
また、低インピーダンスのためノイズに対して強い特長があります。
信号を取り込むときは入力側に２５０オームの抵抗を入れて１－５ｖに変換します。なぜ最小値が4ｍＡになっているかというと最小値がゼロだとセンサーの電源が入っていなくてもゼロとなるのでセンサー電源が入っていることを確認出来るようにするためバイアス的な値を持たせていると聞いたことがあります。当然断線していてもゼロとなります。
電圧出力では電流が取れないので、受け側の入力インピーダンスを高くする必要があります。
このためノイズが乗りやすく、また遠距離に信号線を延ばすと相手の入力インピーダンスが低い場合リード線の抵抗変化による誤差が出ることがあります。
選定基準としては盤内程度の配線では電圧出力、数十ｍ以上信号を伝送する場合は電流出力を使用していると思います。

Answer

＃１さんの通りです

http://www.m-system.co.jp/mstoday/mstop.html
エムエスツデー　バックナンバー
２００３年９月号
420mA物語
420mAの直流電流信号がなぜ世界標準になったのか？（1）

を読みましょう

一般的に　
調節計等の計装信号は　４２０ｍＡ、１５Ｖ　の２種
インバータ、サーボ用制御用アナログ信号は　０５Ｖ、０１０Ｖ、±１０Ｖ　の３種あります

４２０ｍＡ信号は比較的遠距離（近距離でも使える）
１５Ｖ信号は近距離（規格としては無いが一般的に３ｍ以下、低ノイズ環境）

最近のインバータ等には４２０ｍＡ入力も標準装備されています

インバータやサーボはゲタ無しの０Ｖ１０Ｖが一般的です
此れは近距離（同一盤内使用が原則）で断線の心配は不要だからです

Answer

工業における計測にセンサを使う場合、4-20mA出力が多いですね。0-10vなどの場合、０という出力が、センサの故障なのか、出力信号として０なのか、判別がわからず、事故につながることがあるためです。

アナログ入出力における0-10Vと4-20mAの選定基準とメリット・デメリット