전압 신호 시스템: 물탱크 레벨의 정확한 측정

가변 전압을 계측 신호로 사용하는 것은 잘 확립된 접근법입니다. 다음 예제에서 전압 기반 트랜스미터와 인디케이터 시스템이 어떻게 물탱크 레벨을 정확히 모니터링하는지 보여줍니다.

트랜스미터는 정밀 제어 전압원을 내장합니다. 탱크 내 부유물이 수위와 함께 움직이며 포텐쇼미터를 조정해 소스 전압을 분배합니다. 결과 전압은 2도체 케이블을 통해 인디케이터(전압을 물리적 높이(인치, 피트, 미터)로 변환하는 보정된 전압계)로 전송됩니다.

탱크가 채워지거나 비워지면 부유물 움직임이 포텐쇼미터 와이퍼 위치를 변경합니다. 결과적으로 인디케이터에 도달하는 소스 전압 비율이 변해 탱크 레벨의 실시간 표현을 제공합니다.

이 트랜스미터/인디케이터 배열은 직관적이고 신뢰할 수 있지만, 핵심 한계가 있습니다: 케이블 저항입니다. 이상적 전압계조차 미세한 전류를 끌어오며, 특히 산업용으로 쓰이는 견고한 아날로그 미터는 더 그렇습니다. 이 전류가 케이블 고유 저항을 통과하면 전압 강하가 발생해 인디케이터에서 보이는 신호가 줄어들어 측정 오차를 유발합니다.

실제 시스템에서 저항 기호로 이 효과를 보여줍니다. 오차를 완화하려면 굵은 게이지 와이어(추가 비용)나 고저항(널 밸런스) 전압계를 인디케이터에 사용(추가 복잡성)할 수 있습니다.

이 단점에도 전압 신호는 설계 단순성 때문에 여전히 인기 있습니다. 일반적인 표준에는 0-10V(0V=0%, 10V=100%, 5V=50%)가 있고, 많은 제조사가 이 레인지의 입출력 기기를 공급합니다. 1-5V 레인지도 흔하며, 회로 결함을 플래그하는 '라이브 제로' 개념을 채용합니다.

요약:

• DC 전압은 위치 간 정보 전송용 아날로그 신호로 쓰일 수 있습니다.
• 전압 신호의 주요 단점은 저항과 인디케이터 전류 소모로 인한 케이블 전압 강하로, 소스와 인디케이터 간 측정 오차를 만듭니다.