Skalowanie liniowe polega na przeliczeniu wartości jednej wielkości fizycznej, np. poziomu, temperatury lub ciśnienia, na odpowiadającą jej wartość sygnału analogowego, np. 4–20 mA albo 0–10 V.
W automatyce przemysłowej przetwornik często działa liniowo, czyli taki sam przyrost mierzonej wielkości powoduje zawsze taki sam przyrost sygnału wyjściowego.
Podstawowy wzór
Dla sygnału 4–20 mA można użyć wzoru:
I = 4 mA + (X / Xmax) · 16 mA
Gdzie:
- I – prąd wyjściowy przetwornika,
- X – aktualna wartość mierzona,
- Xmax – górna granica zakresu pomiarowego,
- 16 mA – rozpiętość sygnału, ponieważ 20 mA - 4 mA = 16 mA.
Przykład
Przetwornik poziomu ma zakres 0–100 cm i wyjście 4–20 mA.
Oznacza to, że:
- 0 cm odpowiada 4 mA,
- 100 cm odpowiada 20 mA,
- 100 cm zmiany poziomu odpowiada zmianie prądu o 16 mA.
Czułość przetwornika wynosi:
16 mA / 100 cm = 0,16 mA/cm
Jeżeli poziom wzrośnie z 55 cm do 75 cm, to zmiana poziomu wynosi:
75 cm - 55 cm = 20 cm
Zmiana prądu:
20 cm · 0,16 mA/cm = 3,2 mA
Ponieważ poziom wzrósł, prąd również wzrośnie o 3,2 mA.
Na co uważać?
Nie należy liczyć zmiany od zera, jeśli pytanie dotyczy przyrostu między dwiema wartościami. Wtedy wystarczy obliczyć różnicę wartości mierzonej i pomnożyć ją przez czułość przetwornika.