Sensors Explained

Channel Types

Analog Input Channel – 아날로그 센서 신호를 측정하는 데 사용됩니다. 센서 열에서 연결된 센서 유형 (전압, 전류, 저항, 온도)이 선택되고 다음 열에서 해당 측정 유형이 설정됩니다.
Digital Input Channel – 디지털 상태 신호를 기록하는 데 사용됩니다. 측정 유형 열에서는 측정 기능 상태 기록 만 선택할 수 있습니다.
Digital Output Channel – 모듈의 릴레이 출력입니다. 상태 신호는 다른 채널의 값에 따라 모듈에서 자동으로 출력하거나 버스를 통해 출력의 상태를 설정할 수 있습니다.
Arithmetic Channel – 이 채널을 사용하면 다른 채널의 실제 값과 상수 값으로 계산을 수행 할 수 있습니다. 계산 결과는 산술 채널에 할당되므로 다른 산술 채널에서 계산을 위해 산술 채널을 사용할 수도 있습니다.
Alarm Channel – 경보 채널을 사용하여 다른 채널을 모니터링하고 최대 4 개의 정의 가능한 임계 값 중 하나를 초과하는 경우 경보 메시지를 생성 할 수 있습니다. 알람 메시지는 버스를 통해 읽을 수 있습니다.
Setpoint Channel –이 채널의 값은 버스를 통해 설정할 수 있습니다. 이렇게하면 추가 처리를 위해 다른 산술 채널에서 사용할 수있는 버스를 통해 값을 설정할 수 있습니다 (예 : 사용자가 측정 할 계수 설정).

Introduction

Voltage Measurement

단일 종단 측정 유형을 사용하면 측정 할 전압이 아날로그 입력과 아날로그 접지 사이에 연결됩니다. 측정 전압은 전압 범위를 초과 할 수 없습니다.

Current Measurement

전류 측정을 위해 전기 소스는 아날로그 입력과 아날로그 접지에 연결됩니다. 측정을 위해 전류 소스에 필요한 부하는 100Ω 값의 내부 저항에 의해 조정됩니다. 이 션트의 최대 전력은 0.25W로 제한되어 측정 범위는 최대 25mA입니다.

더 높은 전류를 측정해야하는 경우 전류 소스에 병렬로 연결된 외부 저항을 사용해야합니다. 단자는 아날로그 전압 입력 및 아날로그 접지에 연결됩니다. 아날로그 입력에서 전압을 제한하려면 외부 션트의 전력을 측정 할 전류 소스에 맞게 조정해야합니다. 아날로그 입력은 전압 입력으로 구성됩니다. 전압은 외부 저항으로 나누어야합니다.

외부 션트를 사용한 전류 측정의 정밀도는 사용되는 저항의 정확도에 따라 달라집니다.

Resistance Measurement

저항 측정은 전류를 전달하는 저항에서 전압을 측정하여 수행됩니다. 이 경우 발생하는 전압 강하는 저항 센서를 통해 측정됩니다. 저항 측정에 필요한 전류 공급은 모듈의 내부 공급을 제공합니다.

이를 위해 센서 모듈은 기준 저항기를 통해 아날로그 측정 입력과 내부적으로 공급 지점을 연결합니다. 저항을 통한 전압 강하는 모듈의 추가 신호 처리를위한 기준으로 필요합니다. 센서의 저항 값은 입력 신호에서 기준 저항의 배수로 계산할 수 있습니다.

Resistance Bridge

브리지 연결은 각각 2 개의 저항이있는 2 개의 암으로 구성됩니다. 저항 브리지는 전압 출력에 의해 공급됩니다.

저항 브리지로 측정 할 양은 브리지 전압과 두 저항 암 사이의 전압 간의 관계입니다. 다양한 측정 범위가 가능합니다.

대부분 저항 브리지에는 4 개의 가변 저항이 있으므로 제어 가능한 저항을 통해 저항 브리지의 균형을 쉽게 맞출 수 있습니다. 센서 신호의 변화는 특성 적으로 네 번째 저항에 영향을 미치고 측정되는 양의 변화를 유발합니다.

Potentiometer Measurement

전위차계 측정은 전압 관계를 사용하는 측정이며 분할 비율을 조정할 수 있습니다. 측정 할 양은 조정 된 저항과 그러한 전위차계의 결합 된 저항 사이의 관계입니다.

Temperature Measurement with Thermocouples

열전대는 서로 다른 재료로 만들어진 두 개의 열전 와이어로 구성되며 한쪽 끝이 서로 용접됩니다. 접촉 위치와 열전 선의 다른 끝의 온도가 다른 경우 두 열전 선의 접촉 위치에 열전 전압이 나타납니다. 이 전압은 온도 차이에 크게 비례합니다. 측정이 가능하며 온도 측정 목적으로 사용할 수 있습니다.

열전대는 온도 차이 만 측정 할 수 있으므로 알려진 온도 기준의 단자 온도도 결정해야합니다. 첫 번째 경우이를 내부 냉 접점 보상이라고하고 두 번째 경우에는 외부 냉 접점 보상이라고합니다.

Temperature Measurement with Pt100 and Pt1000

2, 3 및 4 와이어 구성에서 Pt100 및 Pt1000 측정이 가능합니다. 2- 와이어 형태의 Pt100 / Pt1000 측정에서 공급 라인은 추가적인 전압 강하를 일으켜 측정 결과를 왜곡하고 측정 정확도에 영향을줍니다. 따라서 센서에 가능한 한 낮은 임피던스 리드를 사용하고 리드가 센서 모듈 및 센서와 잘 연결되어 있는지 확인하려면 2 선 형태의 Pt100 / Pt1000 측정에 특히주의해야합니다. 3 선 또는 4 선 형태의 Pt100 / Pt1000 측정을 사용하면 전압 강하가 센서에서 직접 감지되므로 공급 라인이 더 이상 측정 결과에 영향을주지 않습니다. 4 선 형태는 비대칭 케이블 저항의 영향을 보상합니다.

상세

Accelerometers

가속도계는 정적 또는 동적 가속력을 측정하는 장치입니다. 정적 가속도의 양을 알면 물체가 지구상의 위치에 대해 상대적인 각도를 결정하는 데 도움이됩니다. 물체의 동적 가속도를 알면 물체가 어떻게 움직이는 지 분석하는 데 도움이 될 수 있습니다. 가속도계에는 아날로그 또는 디지털 출력이 있습니다. 아날로그 출력 가속도계에는 일반적으로 가속에 정비례하는 연속 출력 전압이 있습니다. 디지털 출력은 일반적으로 PWM 형태입니다 (구형파가 주파수를 결정하고 전압이 높은 수준에있는 시간은 가속도에 비례합니다). 가속도계는 자동차 산업에서 차량의 가속도를 측정하는 데 많이 사용되며 비교 매트릭스에 사용할 수있는 엔진의 성능 수치를 제공합니다. 이 유형의 센서는 시스템의 건강 및 안전 표준을 결정하는 중요한 변수 인 시스템 내 진동의 양을 측정 할 수도 있습니다.

Current Measurements

Measuring current with an External Shunt: 전류 측정은 알려진 값의 저항 (분로 저항)에서 전압 강하를 측정하여 수행됩니다. 직류 측정이 가능한 Q.bloxx 모듈에서 이것은 값이 50Ω 인 저항입니다. 최대 25mA의 전류가 가능합니다 (최대 션트 전력 손실은 0.25W로 제한됨). 더 높은 전류는 측정해야하는 라인에 루프되는 외부 션트가 필요합니다. 외부 션트의 허용 전력 손실은 전류가 측정되는 션트에서 발생하는 전력 손실보다 높아야합니다. 또한 저항기의 전압 강하는 아날로그 입력에 대해 정격 된 허용 입력 전압을 초과하지 않아야합니다. 아날로그 입력 채널을 전압 입력으로 구성하고 측정 된 전압을 외부 저항으로 나눕니다.

참고 : 외부 션트를 사용한 전류 측정의 오류는 사용중인 저항의 정확도에 따라 달라집니다.

Strain Gage Measurements

Strain: 적용된 힘으로 인한 신체 변형의 양을 변형이라고합니다. 보다 구체적으로 변형은 재료 길이의 부분적인 변화입니다. 스트레인은 포지티브 및 네거티브 스트레인으로 측정 할 수 있습니다. 변형률 측정은 일반적으로 마이크로 변형률 (μstrain)로 표현되는 무 차원입니다. 실제 적용에서는 변화의 크기가 매우 작기 때문입니다.

Strain Gage: 스트레인 게이지를 사용하는 것은 재료의 스트레인을 측정하는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 이 장치의 전기 저항은 장치의 변형 정도에 비례하여 달라집니다. 스트레인 게이지는 테스트 재료에 직접 부착됩니다. 따라서 재료에 대한 결과적인 변형은 스트레인 게이지로 직접 전달됩니다. 측정 된 스트레인은 전기 저항의 선형 변화에 해당합니다. 스트레인 측정을 수행 할 때 중요한 매개 변수는 사용되는 스트레인 게이지의 게이지 계수입니다. 데이터 수집 시스템은 변형률을 계산할 때이를 고려합니다. 스트레인 게이지의 게이지 인자는 스트레인에 대한 민감도를 측정 한 것입니다. 게이지 계수 = 전기 저항의 상대적 변화 / 길이의 상대적 변화 (기계적 변형). Gantner 측정 모듈은 스트레인을 계산할 때 스트레인 게이지의 게이지 인자를 고려합니다.

Practical Application: 스트레인 측정은 일반적으로 밀리미터 레인 크기이므로 저항의 매우 작은 변화에 대한 정확한 측정이 필요합니다. 저항의 매우 작은 변화를 측정하기 위해 스트레인 게이지는 거의 항상 여기 전압과 함께 브리지 구성에 사용됩니다.

Scaling of Strain Gauges in test.commander:
1. 스트레인 게이지 계산기를 클릭합니다. 단위는 자동으로 μm / m로 변경됩니다.
2. 왼쪽 필드에 스트레인 게이지의 게이지 계수를 입력합니다. 게이지 계수 (k)는 스트레인 게이지 감도의 척도이며 스트레인 게이지 사양 시트에 명시되어 있습니다. 일반적으로 1.8에서 2.2 사이의 값을 갖습니다.
3. 브리지 회로에서 활성 스트레인 게이지를 두 개 이상 사용하는 경우 결과 브리지 계수도 오른쪽 필드에 명시해야합니다. 계수는 측정 대상의 스트레인 게이지 방향에 따라 다릅니다.

Resistance

2-Wire: 이 방법은 4 와이어 저항 측정과 비교하여 간단하고 작동 방법으로 인해 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다. 100kΩ 이상의 정확한 측정은 쉽게 얻을 수 있습니다. 이 방법의 대체는 테스트중인 부품의 납 저항을 수정할 수 없다는 것입니다.

4-Wire: 100kΩ 미만과 같은 정밀 측정의 경우 2 선 방법에 비해 4 선 측정이 더 안정적입니다. 4- 와이어 방법은 더 많은 케이블 링이 필요하지만 특정 애플리케이션에서는 정확도를 높이는 절충안이 필요합니다. 이러한 시나리오 중 하나는 측정하려는 구성 요소의 저항이 측정 장치에서 멀리 떨어져있는 경우입니다. 구성 요소와 측정 장치 사이에 사용되는 전선의 양은 전선에 원치 않는 저항을 유발할 수 있습니다. 4 와이어 설정이 있으면 측정 와이어에 의해 생성 된 저항이 무효화됩니다. 이 방법을 Kelvin 방법이라고합니다.

 Potentiometer

포텐쇼미티라고도하는이 제품은 전압 분배기로 작동하는 슬라이딩 접점을 통합하고있는 3 단자 저항기입니다. 본질적으로 전위차계는 전위 (전압)를 측정하는 데 사용되는 전압 분배기입니다. 전위차계는 볼륨, 변위 변환기, 모션 제어 등을 제어하는 ​​오디오 장비와 같은 전기 장치에서 찾을 수 있습니다. 

전위차계의 3 개의 단자 저항에는 전압 입력보다 낮은 전압 출력을 제공하는 전압 분배기 (선형 회로)가 있습니다. 전압 레벨의 원활한 전환은 회전 또는 선형 일 수 있습니다. 전류의 부드러운 변화가 필요한 모든 장치는 전위차계의 기능을 활용할 수 있습니다.

전위차계의 구성은 저항기 본체, 전기 연결부가 부착 될 수있는 본체 끝에있는 단자, 저항기 본체를 가로 질러 이동할 때 전기 접촉을 만드는 와이퍼 암으로 구성됩니다. 전위차계의 저항체는 다양한 값으로 제공되며 저항체는 고정 된 저항체로 제공됩니다.

Thermocouples

Introduction: 열전대는 서로 다른 재료 (예 : 백금, 백금 / 로듐)로 만들어지고 한쪽 끝에서 함께 결합 된 (일반적으로 용접) 두 개의 열전 선으로 구성됩니다. 이 접점과 열전 선의 다른 쪽 끝의 온도가 다른 경우 접점에서 열전 전압이 발생합니다. 이 측정 가능한 전압은 접점과 케이블 끝 사이의 온도 차이에 비례합니다.

Methods of Measurement: 열전대는 온도 차이 만 측정하므로 터미널 온도 또는 열전대 케이블 또는 보상 케이블에서 구리 케이블로의 전환은 알려진 온도에서 발생해야합니다. 첫 번째는 내부 냉 접점 보상으로 알려져 있고 두 번째는 외부 냉 접점 보상으로 알려져 있습니다.

Measuring Temperature: 내부 냉 접점 보상으로 온도를 획득하기 위해 추가 온도 프로브를 사용하여 기준 온도를 측정합니다. Q.bloxx 모듈의 경우 통합 Pt1000 온도 프로브가있는 냉 접점 보상 단자대가 사용됩니다. 이 방법을 사용하면 전 이점의 온도가 결정되고 열전대 유형에 따라 열전대에서 생성되는 전압이 수정됩니다.

외부 냉 접점 보상을 사용하여 온도를 측정하려면 첫 번째 열전대와 직렬로 연결된 동일한 유형의 두 번째 열전대가 필요합니다. 극성은 열전 전압이 차감되도록 선택됩니다. 두 번째 열전대는 고정 기준점에 있습니다. Q.bloxx 모듈은 선형화 곡선을 기반으로 측정 지점의 온도를 계산합니다. Q.bloxx 모듈에는 사용중인 기준 온도가 필요합니다 (ICP-100 / 채널 구성에 값 제공).