Hopp til innhold
Fagartikkel

Strømsløyfe

Her skal vi se et eksempel på hvordan en strømsløyfe i et reguleringssystem er bygd opp, og hvordan forholdet mellom strøm og spenning blir mellom de forskjellige komponentene.
Skjematisk tegning av en strømsløyfe. Tegning.
Bilde: Mico Tween, elevbedrift Åkrehamn vgs / CC BY-SA 4.0

Eksempel på strømsløyfe

En 2-lederkoblet måleverdiomformer (transmitter) for trykk gir ut en strøm som varierer mellom 4 og 20 mA ved en trykkvariasjon fra 0 til 10 bar. Måleverdiomformerens krav til driftsspenning er 12–48 V. Strømsløyfa er koblet via en regulator, en trykkindikator og en prosesskriver. Alt utstyret i sløyfa har 1–5 V-inngang og kobles til sløyfa via 250 Ω-motstander.

Spenningsforsyningen til strømsløyfa er 30 V DC.

Hvilken spenning tilføres regulatoren når måleverdiomformeren gir ut 4 mA?

U = R × I = 250 Ω × 4 mA = 1 V

Hvilken spenning tilføres indikatoren når måleverdiomformeren gir ut 20 mA?

U = R × I = 250 Ω × 20 mA = 5 V

Hvilken spenning tilføres skriveren når trykket er 5 bar?

5 bar tilsvarer 50 prosent trykk, noe som vil gi 50 prosent utgangsverdi fra måleverdiomformeren. Utgangens område er 20 mA – 4 mA = 16 mA. 50 prosent av 16 mA er 8 mA. Da utgangen har 4 mA ved 0 prosent, må dette legges til strømverdien, det vil si 8 mA + 4 mA = 12 mA.

U = R × I = 250 Ω × 12 mA = 3 V

Hvor stor spenning ligger over måleverdiomformeren når strømmen i sløyfa er 12 mA?

Umålver = U – Ureg – Uind – Uskriv = 30 V – 3 V – 3 V – 3 V = 21 V

Hvor stor spenning ligger over måleverdiomformeren når strømmen i sløyfa er 20 mA?

Umålver = U – Ureg – Uind – Uskriv = 30 V – 5 V – 5 V – 5 V = 15 V

Det oppstår et behov for å koble inn en ekstra indikator med 1–5 V-inngang i strømsløyfa. Hvor stor spenning ligger nå over måleverdiomformeren ved henholdsvis 12 mA og 20 mA?

Umålver = U – Ureg – Uind – U skriv – Unyind = 30 V – 3 V – 3 V – 3 V – 3 V = 18 V

Umålver = U – Ureg – Uind – U skriv – Unyind = 30 V – 5 V – 5 V – 5 V – 5 V = 10 V

Kravet til driftsspenning på måleverdiomformeren var minimum 12 V. Denne vil da slutte å fungere når spenningen kommer under 12 V.

Hva er maks strøm i sløyfa hvis måleverdiomformeren skal ha minimum 12 V driftsspenning?

Strømsløyfa består nå av fire 250 Ω-motstander. Det vil si at den totale resistansen i sløyfa er 1000 Ω.

Spenningen som er tilgjengelig, blir 30 V – 12 V = 18 V.

Imax = U/R = 18 V / 1000 Ω = 18 mA

Når strømmen kommer over 18 mA i strømsløyfa, vil måleverdiomformeren slutte å fungere.