Выходные устройства предназначены для передачи выходного управляющего сигнала на исполнительные механизмы либо для передачи данных на регистрирующее устройство.
К выходным устройствам дискретного (ключевого) типа относятся:
Выходное устройство ключевого типа используется для управления (включения/выключения) нагрузкой либо непосредственно, либо через более мощные управляющие элементы, такие как пускатели, твердотельные реле, тиристоры или симисторы.
Цепи ключевых выходных устройств имеют гальваническую изоляцию от схемы прибора. Исключение составляет выход «Т» для управления внешним твердотельным реле. В этом случае гальваническую изоляцию обеспечивает само твердотельное реле.
Транзисторная оптопара (выход «К»). Транзисторная оптопара применяется, как правило, для управления низковольтным электромагнитным или твердотельным реле (до 60 В постоянного тока). Во избежание выхода из строя транзистора из-за большого тока самоиндукции параллельно обмотке реле Р1 необходимо устанавливать диод VD1, рассчитанный на ток 1 А и напряжение 100 В.
Симисторная оптопара (выход «С»). Оптосимистор включается в цепь управления мощного симистора через ограничивающий резистор R1. Значение сопротивления резистора определяет величина тока управления симистора.
Оптосимистор может также управлять парой встречно-параллельно включенных тиристоров VS1 и VS2. Для предотвращения пробоя тиристоров из-за высоковольтных скачков напряжения в сети к их выводам рекомендуется подключать фильтрующую RC-цепочку (R2 C1). Оптосимистор имеет встроенное устройство перехода через ноль и поэтому обеспечивает полное открытие подключаемых тиристоров без применения дополнительных устройств.
Выход «Т» для управления твердотельным реле. Выход «Т» для управления твердотельным реле выполнен на основе транзисторного ключа n–p–n типа, который имеет два состояния: низкий логический уровень соответствует напряжениям 0...1 В, высокий уровень – напряжениям 4...6 В. Выход «Т» используется для подключения твердотельного реле, рассчитанного на управление постоянным напряжением 4...6 В с током управления не более 100 мА. Внутри выходного элемента устанавливается ограничительный резистор Rогр номиналом 100 Ом.
Выходное устройство аналогового типа – это цифроаналоговый преобразователь, который формирует токовую петлю 4…20 мА или напряжение 0…10 В и, как правило, используется для управления электронными регуляторами мощности.
Цепи аналоговых выходных устройств имеют гальваническую изоляцию от схемы прибора.
ЦАП 4...20 мА (выход «И»). Для работы ЦАП 4...20 мА используется внешний источник питания постоянного тока, номинальное значение напряжения $U_п$ которого рассчитывается следующим образом:
$$U_{п.min} < U_п < U_{п.max};$$ $$U_{п.min}=10\ В+0.02\ А·R_н;$$ $$U_{п.max}=U_{п.min}+2.5\ В,$$где $U_{п.min}$ и $U_{п.max}$ – минимально и максимально допустимое напряжения питания, соответственно, В; $R_н$ – сопротивление нагрузки ЦАП, Ом.
Если по какой-либо причине напряжение источника питания ЦАП, находящегося в распоряжении пользователя, превышает расчетное значение $U_{п.max}$, то последовательно с нагрузкой необходимо включить ограничительный резистор, сопротивление которого Rогр рассчитывается по формулам:
$$R_{огр.min} < R_{огр} < R_{огр.max};$$ $$R_{огр.min}=\frac{U_п-U_{п.max}}{I_{ЦАП.max}}·10^3;$$ $$R_{огр.max}=\frac{U_п-U_{п.min}}{I_{ЦАП.max}}·10^3,$$где $R_{огр}$, $R_{огр.min}$ и $R_{огр.max}$ – номинальное, минимально и максимально допустимое значения сопротивления ограничительного резистора, соответственно, Ом; $I_{ЦАП.max}$ – максимальный выходной ток ЦАП, мА.
Напряжение источника питания ЦАП 4...20 мА обычно не должно превышать 36 В.
ЦАП 0...10 В (выход «У»). Для работы ЦАП 0...10 В используется внешний источник питания постоянного тока, номинальное значение напряжения которого $U_п$ находится в диапазоне 15...32 В. Сопротивление нагрузки $R_н$, подключаемой к ЦАП, должно быть не менее 2 кОм.
Напряжение источника питания ЦАП 0...10 В обычно не должно превышать 36 В.
Технические характеристики выходных устройств представлены в таблице ниже
| Обозначение | Тип выходного устройства (ВУ) | Электрические характеристики |
|---|---|---|
| Р | электромагнитное реле | максимальный ток нагрузки – 1 А для ПИД-регулирования, 8 А для сигнализации при напряжении 220 В 50...60 Гц или 30 В пост. тока |
| К | транзисторная оптопара структуры n–p–n типа | максимальный ток нагрузки – 400 мА при напряжении 60 В постоянного тока |
| С | симисторная оптопара | максимальный ток нагрузки – 50 мА при напряжении до 240 В(в импульсном режиме частотой 50 Гц с длительностью импульса не более 5 мс - до 0.5 А) |
| И | цифроаналоговый преобразователь «параметр – ток 4…20 мА» | номинальное сопротивление нагрузки – 0…1000 Ом, напряжение питания 10...30 В пост. тока |
| У | цифроаналоговый преобразователь «параметр – напряжение 0…10 В» | номинальное сопротивление нагрузки – не менее 2 кОм, напряжение питания 15...32 В |
| Т | выход для управления твердотельным реле | выходное напряжение 4...6 В, максимальный выходной ток 50 мА |
