이전 포스팅에서 센서의 정의와 구조에 대해 알아보았습니다.
※페이지 참조(하이퍼링크) : 센서(Sensor)란? – EPS (epskr.co.kr)
센서 소자(element)는 수동소자(passive) 또는 능동소자(active)로 구분됩니다.
수동소자는 전력을 소비(R), 축적(C), 통과(L)만 하는 소자를 뜻하며, 능동소자는 전력의 증폭, 발진, 정류를 할 수 있는 소자를 뜻합니다.
예를 들어 보면, RTD를 사용한 센서는 수동소자를 사용한 센서이고, 정전식 습도소자를 사용한 센서는 능동소자를 사용한 센서입니다.
센서 소자에서 나오는 전기 출력은 굉장히 미약합니다. 이런 미약한 신호는 센서 소자별로 종류도 다르고 특성도 달라, 많은 요인을 측정해야 하는 산업 환경에서는 표준화된 전기출력 신호가 필요합니다.
트랜스미터(transmitter)는 다음과 같은 기능을 수행합니다.
- 신호 증폭 (Signal Amplification): 센서 소자의 미약한 출력 신호를 증폭하여 신호 대 잡음비를 개선합니다.
- 신호 변환 (Signal Conversion): 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하거나, 전압 출력, 저항값을 전류 값으로 변환, 특정 전압 범위를 다른 전압 범위로 변환합니다.
- 신호 정제 (Filtering): 불필요한 노이즈를 제거하여 신호의 정확성과 신뢰성을 향상시킵니다.
- 출력 신호 표준화 (Standardization of Output Signal): 다양한 형태의 출력 신호를 표준화된 형식으로 변환합니다. 예를 들어, 4-20mA, 0-10Vdc, 또는 디지털 통신 프로토콜(예: HART, Modbus 등)로 변환합니다.
아날로그 표준화 신호(4-20mA, 0-10Vdc 등)의 중요성은 다음과 같습니다.
(1)정확성 및 신뢰성
정확한 출력 신호는 측정 시스템의 신뢰성을 보장합니다. 센서 소자와 트랜스미터의 조합이 정확해야만 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있습니다. 따라서 트랜스미터는 센서 소자의 출력 신호를 정확하게 변환하고, 외부 환경의 영향(예: 온도 변화, 전자기 간섭 등)에도 강한 내성을 갖추어야 합니다.
2)호환성
표준화된 출력 신호는 다양한 시스템 간의 호환성을 보장합니다. 산업 자동화 및 제어 시스템에서, 표준화된 신호는 다양한 산업장비, 제어장비(PLC, DDC)와 상호 운용될 수 있도록 합니다. 센서 소자는 물리적, 화학적, 생물학적 변화를 감지하여 전기 신호로 변환하고, 트랜스미터는 이 신호를 증폭, 변환 및 표준화하여 불특정 다수의 사용자가 사용할 수 있는 출력 신호로 제공합니다. 정확하고 신뢰성 있는 출력 신호는 시스템의 신뢰성, 호환성, 원거리 데이터 전송 및 데이터 통합을 보장합니다.
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