Praktické obvody pro zapínání senzorů. Analogové snímače: použití, způsoby připojení k regulátoru Připojení snímačů s různými úrovněmi výkonu

Základy provozu proudové smyčky 4...20 mA

Od 50. let 20. století se proudová smyčka používá k přenosu dat z měřicích převodníků pro účely monitorování a řízení. Díky nízkým nákladům na implementaci, vysoké odolnosti proti šumu a schopnosti přenášet signály na velké vzdálenosti se proudová smyčka ukázala jako zvláště vhodná pro práci v průmyslových podmínkách. Tento materiál je věnován popisu základních principů proudové smyčky, základům návrhu, nastavení.

Použití proudu k přenosu dat z měniče

Průmyslové senzory často využívají k přenosu dat proudový signál, na rozdíl od většiny ostatních převodníků, jako jsou termočlánky nebo tenzometry, které využívají signální napětí. Navzdory skutečnosti, že měniče využívající napětí jako parametr přenosu informace jsou skutečně efektivně využívány v mnoha průmyslových úlohách, existuje řada aplikací, kde je výhodnější použití proudových charakteristik. Významnou nevýhodou při použití napětí pro přenos signálu v průmyslových podmínkách je zeslabení signálu při jeho přenosu na velké vzdálenosti v důsledku přítomnosti odporu drátových komunikačních linek. Můžete samozřejmě využít vysokou vstupní impedanci zařízení, abyste se vyhnuli ztrátě signálu. Taková zařízení však budou velmi citlivá na hluk generovaný blízkými motory, hnacími řemeny nebo vysílacími vysílači.

Podle prvního Kirchhoffova zákona je součet proudů tekoucích do uzlu roven součtu proudů tekoucích z uzlu.
Teoreticky by proud tekoucí na začátku okruhu měl dosáhnout svého konce v plném rozsahu,
jak je znázorněno na obrázku 1. jeden.

Obr. 1. V souladu s prvním Kirchhoffovým zákonem je proud na začátku obvodu roven proudu na jeho konci.

Toto je základní princip, na kterém měřící smyčka funguje.Měření proudu kdekoli v proudové smyčce (měřicí smyčka) dává stejný výsledek. Použitím nízkoimpedančních proudových signálů a přijímačů pro sběr dat mohou průmyslové aplikace výrazně těžit ze zlepšené odolnosti proti šumu a delší délky spojení.

Součásti proudové smyčky
Mezi hlavní součásti proudové smyčky patří stejnosměrný napájecí zdroj, primární převodník, zařízení pro sběr dat a vodiče, které je spojují v řadě, jak je znázorněno na obrázku 2.

Obr. Funkční schéma proudové smyčky.

Napájení systému zajišťuje stejnosměrný napájecí zdroj. Vysílač reguluje proud ve vodičích v rozsahu 4 až 20 mA, kde 4 mA představuje živou nulu a 20 mA představuje maximální signál.
0 mA (žádný proud) znamená přerušený obvod. Sběrač dat měří hodnotu regulovaného proudu. Účinnou a přesnou metodou měření proudu je instalace přesného odporového bočníku na vstup měřicího zesilovače zařízení pro sběr dat (na obr. 2), který převádí proud na měřicí napětí, aby se nakonec získal výsledek, který jednoznačně odráží signál na výstupu převodníku.

Abyste lépe pochopili princip proudové smyčky, zvažte například návrh systému s převodníkem, který má následující Specifikace:

Převodník se používá k měření tlaku
Vysílač se nachází 2000 stop od měřícího zařízení
Proud měřený sběračem dat poskytuje obsluze informace o velikosti tlaku aplikovaného na vysílač.

Začněme výběrem vhodného převodníku.

Současný návrh systému

Výběr převodníku

Prvním krokem při návrhu současného systému je výběr převodníku. Bez ohledu na typ měřené hodnoty (průtok, tlak, teplota atd.) je důležitým faktorem při výběru převodníku jeho provozní napětí. Pouze připojení napájecího zdroje k převodníku umožňuje regulovat velikost proudu v komunikačním vedení. Hodnota napětí napájecího zdroje musí být v přijatelných mezích: větší než požadované minimum, menší než maximální hodnota, což může vést k poškození střídače.

Pro proudový systém znázorněný v příkladu vybraný převodník měří tlak a má provozní napětí 12 až 30 V. Když je převodník vybrán, je nutné správně měřit proudový signál, aby bylo zajištěno přesné znázornění tlaku aplikovaného na vysílač.

Výběr zařízení pro sběr dat pro aktuální měření

Důležitým aspektem, kterému je třeba věnovat pozornost při budování proudového systému, je zabránit vzniku proudové smyčky v zemním obvodu. Běžnou technikou v takových případech je izolace. Použitím izolace se můžete vyhnout vlivu zemní smyčky, jejíž výskyt je vysvětlen na obr. 3.

Obr. Zemní smyčka

Zemní smyčky se tvoří, když jsou dvě svorky zapojeny do obvodu v různých potenciálních místech. Tento rozdíl vede ke vzniku dodatečného proudu v komunikační lince, což může vést k chybám v měření.
Izolace akvizice se týká elektrického oddělení země zdroje signálu od země vstupního zesilovače měřicího zařízení, jak je znázorněno na obrázku 4.

Protože izolační bariérou nemůže protékat žádný proud, mají zemnící body zesilovače a zdroje signálu stejný potenciál. Tím se eliminuje možnost nechtěného vytvoření zemní smyčky.

Obr. Společné napětí a signální napětí v izolovaném obvodu

Izolace také zabraňuje poškození datového kolektoru v přítomnosti vysokého napětí v soufázovém režimu. Společný režim je napětí stejné polarity, které je přítomno na obou vstupech přístrojového zesilovače. Například na obr. 4. oba kladné (+) i záporné (-) vstupy zesilovače mají napětí +14 V v běžném režimu. Mnoho datových kolektorů má maximální vstupní rozsah ± 10 V. Pokud není datový kolektor izolován a souosé napětí je mimo maximální vstupní rozsah, mohli byste zařízení poškodit. Přestože normální (signálové) napětí na vstupu zesilovače na obrázku 4 je pouze +2 V, přidání +14 V může vést k +16 V
(Napětí signálu je napětí mezi „+“ a „-“ zesilovače, provozní napětí je součtem normálního a souosého napětí), což představuje nebezpečnou napěťovou hladinu pro kolektory s nižším provozním napětím.

Při izolaci je společný bod zesilovače elektricky oddělen od referenční země. V zapojení na obrázku 4 je potenciál ve společném bodě zesilovače "zvednut" na úroveň +14 V. Tato technika vede k tomu, že hodnota vstupního napětí klesne z 16 na 2 V. Nyní data odběru, zařízení již nehrozí poškození přepětím. (Všimněte si, že izolátory mají maximální napětí v běžném režimu, které mohou odmítnout.)

Jakmile je datový kolektor izolován a chráněn, posledním krokem při dokončení proudové smyčky je výběr vhodného napájecího zdroje.

Výběr zdroje napájení

Určete, který zdroj napájení nejlepší způsob zcela jednoduše splňuje vaše požadavky. Při práci v proudové smyčce musí zdroj dodávat napětí rovné nebo větší, než je součet úbytků napětí na všech prvcích systému.

Sběrač dat v našem příkladu používá k měření proudu přesný bočník.
Je nutné vypočítat úbytek napětí na tomto rezistoru. Typický bočníkový rezistor má odpor 249 Ω. Základní výpočty pro proudový rozsah v proudové smyčce 4 .. 20 mA
ukázat následující:

I * R = U
0,004A * 249Ω = 0,996 V
0,02A * 249Ω = 4,98 V

Bočníkem s odporem 249 Ω odstraníme napětí v rozsahu od 1 do 5 V propojením napětí na vstupu sběrače dat s hodnotou výstupního signálu tlakového převodníku.
Jak již bylo zmíněno, tlakový převodník vyžaduje minimální provozní napětí 12 V s maximálním 30 V. Přičtením úbytku napětí přes přesný bočník k provoznímu napětí převodníku získáte následující:

12V + 5V = 17V

Na první pohled stačí napětí 17 V. Je však nutné počítat s dodatečnou zátěží zdroje, kterou vytvářejí vodiče, které mají elektrický odpor.
V případech, kdy je snímač daleko měřící nástroje, musíte při výpočtu proudové smyčky vzít v úvahu faktor odporu vodičů. Měděné dráty mají stejnosměrný odpor, který je přímo úměrný jejich délce. S tlakovým převodníkem v tomto příkladu musíte při určování provozního napětí napájecího zdroje zohlednit délku 2000 stop. Lineární odpor pevného měděného kabelu 2,62 Ω / 100 stop. Vezmeme-li v úvahu tento odpor, získáme následující:

Odpor jednoho jádra dlouhého 2 000 stop je 2 000 * 2,62 / 100 = 52,4 m.
Úbytek napětí na jednom jádru bude 0,02 * 52,4 = 1,048 V.
K dokončení obvodu jsou potřeba dva vodiče, pak se délka komunikační linky zdvojnásobí a
celkový úbytek napětí bude 2,096 V. Výsledkem je asi 2,1 V kvůli vzdálenosti 2 000 stop od vysílače k ​​po proudu. Sečtením úbytků napětí na všech prvcích obvodu dostaneme:
2,096 V + 12 V + 5 V = 19,096 V

Pokud jste k napájení tohoto obvodu použili 17 V, napětí dodávané do tlakového převodníku bude pod minimálním provozním napětím kvůli poklesu na odporu vedení a bočníku. Výběr typického 24V napájecího zdroje uspokojí požadavky na napájení měniče. Navíc je zde napěťová rezerva pro umístění tlakového senzoru na větší vzdálenost.

S výběrem správného převodníku, snímacího zařízení, délek kabelů a napájecího zdroje je návrh jednoduché proudové smyčky kompletní. Pro složitější aplikace můžete do systému zahrnout další měřicí kanály.

Připojení proudového snímače k ​​mikrokontroléru

Po seznámení se základy teorie můžeme přejít k problematice čtení, transformace a vizualizace dat. Jinými slovy, navrhneme jednoduchý DC měřič.

Analogový výstup senzoru je připojen k jednomu z ADC kanálů mikrokontroléru. Všechny potřebné transformace a výpočty jsou implementovány v programu mikrokontroléru. K zobrazení dat se používá 2řádkový znakový LCD.

Experimentální obvod

Pro experimenty s proudovým snímačem je nutné sestavit konstrukci podle schématu na obrázku 8. K tomu autor použil prkénko a modul na bázi mikrokontroléru (obrázek 9).

Modul proudového snímače ACS712-05B lze zakoupit hotový (na eBay se prodává velmi levně), nebo si můžete vyrobit svůj vlastní. Kapacita filtračního kondenzátoru je zvolena 1 nF, na zdroji je instalován blokovací kondenzátor 0,1 μF. Pro indikaci zapnutého napájení je připájena LED s tlumícím odporem. Napájení a výstupní signál snímače je vyveden do konektoru na jedné straně desky modulu, na opačné straně je umístěn 2pinový konektor pro měření protékajícího proudu.

Pro experimenty s měřením proudu připojíme přes sériový rezistor 2,7 Ohm / 2 W na proudové měřicí svorky snímače regulovatelný zdroj konstantního napětí. Výstup senzoru je připojen k portu RA0 / AN0 (pin 17) mikrokontroléru. Dvouřádkový znakový LCD je připojen k portu B mikrokontroléru a pracuje ve 4bitovém režimu.

Mikrokontrolér je napájen +5 V, stejné napětí je použito jako referenční pro ADC. Potřebné výpočty a transformace jsou implementovány v programu mikrokontroléru.

Níže jsou uvedeny matematické výrazy použité v procesu převodu.

Citlivost snímače proudu Sens = 0,185 V / A. Při Vcc = 5 V napájení a Vref = 5 V reference jsou vypočtené poměry následující:

Výstupní kód ADC

Proto

V důsledku toho je vzorec pro výpočet proudu následující:

Důležitá poznámka. Výše uvedené vztahy jsou založeny na předpokladu, že napájecí napětí ADC a referenční napětí jsou 5 V. Avšak druhý výraz, který dává do vztahu proud I k výstupnímu kódu ADC Count, zůstává v platnosti i při kolísání napájecího napětí. Toto bylo diskutováno v teoretické části popisu.

Poslední výraz ukazuje, že aktuální rozlišení snímače je 26,4 mA, což odpovídá 513 impulzům ADC, což je o jeden počet více než očekávaný výsledek. Můžeme tedy konstatovat, že tato implementace neumožňuje měření malých proudů. Pro zvýšení rozlišení a zvýšení citlivosti při měření malých proudů je nutné použití operačního zesilovače. Příklad takového obvodu je na obrázku 10.

Program pro mikrokontrolér

Program mikrokontroléru PIC16F1847 je napsán v jazyce C a zkompilován v prostředí mikroC Pro (mikroElektronika). Výsledky měření se zobrazují na dvouřádkovém LCD displeji s přesností na dvě desetinná místa.

Výstup

Při nulovém vstupním proudu by výstupní napětí ACS712 mělo být v ideálním případě přísně Vcc / 2, tzn. z ADC by se mělo načíst číslo 512. Posun výstupního napětí snímače o 4,9 mV způsobí posun ve výsledku převodu o 1 nejméně významný bit ADC (obrázek 11). (Pro Vref = 5,0 V bude rozlišení 10bitového ADC 5/1024 = 4,9 mV), což odpovídá 26 mA vstupního proudu. Všimněte si, že pro snížení vlivu kolísání je žádoucí provést několik měření a poté zprůměrovat jejich výsledky.

Pokud je výstupní napětí regulovaného zdroje nastaveno na 1 V, průchozí
rezistor by měl mít proud asi 370 mA. Naměřená hodnota proudu v experimentu je 390 mA, což převyšuje správný výsledek o jednu jednotku nejméně významného bitu ADC (obrázek 12).

Obrázek 12.

Při napětí 2 V bude indikátor ukazovat 760 mA.

Tím končí naše diskuse o proudovém snímači ACS712. Ještě jsme se však nedotkli jednoho problému. Jak měřit střídavý proud tímto snímačem? Všimněte si, že snímač poskytuje okamžitou odezvu odpovídající proudu protékajícího testovacími vodiči. Pokud proud teče kladným směrem (od kolíků 1 a 2 k kolíkům 3 a 4), je citlivost snímače kladná a výstupní napětí je větší než Vcc / 2. Pokud proud změní směr, citlivost bude záporná a výstupní napětí snímače klesne pod Vcc / 2. To znamená, že při měření střídavého signálu musí ADC mikrokontroléru vzorkovat dostatečně rychle, aby bylo možné vypočítat efektivní proud.

Stahování

Zdrojový kód programu mikrokontroléru a soubor pro firmware -

Samostatně jsem zde nastolil tak důležitou praktickou otázku, jako je připojení indukčních snímačů s tranzistorovým výstupem, které jsou všudypřítomné v moderních průmyslových zařízeních. Kromě toho jsou uvedeny aktuální pokyny pro senzory a odkazy na příklady.

Princip aktivace (funkce) snímačů v tomto případě může být jakýkoli - indukční (aproximační), optický (fotoelektrický) atd.

V první části byly popsány možné možnosti výstupů senzorů. S připojením snímačů s kontakty (reléový výstup) by neměly být žádné problémy. A z hlediska tranzistoru a připojení k regulátoru to není tak jednoduché.

Schémata zapojení pro snímače PNP a NPN

Rozdíl mezi snímači PNP a NPN je v tom, že spínají různé póly napájení. PNP (od slova „Positive“) přepíná kladný výstup napájecího zdroje, NPN - záporný.

Níže jsou například uvedena schémata zapojení pro snímače s tranzistorovým výstupem. Zátěž - zpravidla se jedná o vstup regulátoru.

Senzor. Zátěž (Load) je trvale připojena na „mínus“ (0V), napájení diskrétní „1“ (+ V) je spínáno tranzistorem. NO nebo NC senzor - závisí na řídicím obvodu (hlavní obvod)

Senzor. Zátěž (Load) je trvale připojena ke „plus“ (+ V). Zde je aktivní úroveň (diskrétní „1“) na výstupu snímače nízká (0 V), zatímco zátěž je napájena přes otevřený tranzistor.

Vyzývám všechny, aby se nepletli, práce těchto schémat bude podrobně popsána níže.

Níže uvedená schémata ukazují v principu totéž. Důraz je kladen na rozdíly ve výstupních obvodech PNP a NPN.

Schémata zapojení pro výstupy snímačů NPN a PNP

Levý obrázek ukazuje snímač s výstupním tranzistorem NPN... Přepíná se společný vodič, což je v tomto případě záporný vodič zdroje.

Vpravo - pouzdro tranzistoru PNP u východu. Tento případ je nejčastější, protože v moderní elektronice je obvyklé spojit záporný vodič napájecího zdroje a aktivovat vstupy ovladačů a dalších záznamových zařízení s kladným potenciálem.

Jak zkontrolovat indukční snímač?

Chcete-li to provést, musíte jej napájet, to znamená připojit jej k obvodu. Poté - aktivujte (iniciujte). Při aktivaci se indikátor rozsvítí. Indikace ale nezaručuje správná práce indukční snímač. Musíte připojit zátěž a změřit napětí na ní, abyste si byli 100% jisti.

Výměna senzorů

Jak jsem již psal, existují v podstatě 4 typy snímačů s tranzistorovým výstupem, které se dále dělí podle vnitřní struktura a schéma zapojení:

• PNP Č
• PNP NC
• NPN NO
• NPN NC

Všechny tyto typy snímačů lze mezi sebou vyměnit, tzn. jsou zaměnitelné.

To se provádí následujícími způsoby:

• Změna iniciačního zařízení - mechanicky se mění konstrukce.
• Změna stávajícího spínacího obvodu snímače.
• Přepínání typu výstupu snímače (pokud jsou takové přepínače na těle snímače).
• Přeprogramování programu - změna aktivní úrovně tento vchod, změnou algoritmu programu.

Níže je uveden příklad, jak můžete vyměnit snímač PNP za snímač NPN změnou schématu zapojení:

Schémata zaměnitelnosti PNP-NPN. Vlevo je původní obvod, vpravo předělaný.

Pochopení činnosti těchto obvodů pomůže pochopit skutečnost, že tranzistor je klíčovým prvkem, který může být reprezentován běžnými reléovými kontakty (příklady jsou uvedeny níže, v notaci).

Diagram je tedy vlevo. Předpokládejme, že typ snímače je NE. Poté (bez ohledu na typ tranzistoru na výstupu), když snímač není aktivní, jsou jeho výstupní „kontakty“ otevřené a neprotéká jimi žádný proud. Když je senzor aktivní, kontakty jsou sepnuté se všemi z toho vyplývajícími důsledky. Přesněji s proudem procházejícím těmito kontakty)). Protékající proud vytváří úbytek napětí na zátěži.

Vnitřní zatížení je z nějakého důvodu zobrazeno tečkovanou čarou. Tento odpor existuje, ale jeho přítomnost nezaručuje stabilní provoz snímače, snímač musí být připojen na vstup regulátoru nebo jiné zátěže. Odpor tohoto vstupu je hlavní zátěží.

Pokud v senzoru není žádné vnitřní zatížení a kolektor je „ve vzduchu“, nazývá se to „okruh s otevřeným kolektorem“. Tento obvod funguje POUZE s připojenou zátěží.

Takže v obvodu s výstupem PNP je po aktivaci napětí (+ V) přes otevřený tranzistor přivedeno na vstup regulátoru a ten je aktivován. Jak uděláte totéž s NPN?

Jsou situace, kdy požadovaný senzor není po ruce, ale stroj by měl fungovat "hned".

Podíváme se na změny v diagramu vpravo. Nejprve je poskytnut pracovní režim výstupního tranzistoru snímače. K tomu je do obvodu přidán další rezistor, jeho odpor je obvykle asi 5,1 - 10 kOhm. Nyní, když senzor není aktivní, je na vstup regulátoru přivedeno dodatečné napětí odporu (+ V) a vstup regulátoru je aktivován. Když je senzor aktivní, je na vstupu regulátoru diskrétní „0“, protože vstup regulátoru je přerušen otevřeným NPN tranzistorem a téměř veškerý proud přídavného rezistoru prochází tímto tranzistorem.

V tomto případě dochází k přefázování snímače. Ale snímač pracuje v režimu a regulátor přijímá informace. Ve většině případů to stačí. Například v režimu počítání pulsů - otáčkoměr, nebo počet polotovarů.

Ano, ne úplně to, co jsme chtěli, a schémata zaměnitelnosti npn a pnp senzorů nejsou vždy přijatelné.

Jak dosáhnout plné funkčnosti? Metoda 1 - mechanicky přesuňte nebo předělejte kovovou desku (aktivátor). Nebo světelná mezera v případě optického senzoru. Metoda 2 - přeprogramujte vstup regulátoru tak, že diskrétní „0“ je aktivní stav regulátoru a „1“ je pasivní. Pokud máte po ruce notebook, pak je druhý způsob rychlejší a jednodušší.

Symbol senzoru přiblížení

Na schematická schémata indukční snímače (snímače přiblížení) jsou označeny odlišně. Hlavní ale je, že je čtverec otočený o 45° a v něm dvě svislé čáry. Jako na níže uvedených diagramech.

ŽÁDNÉ NC senzory. Schématická schémata.

Horní diagram ukazuje normálně otevřený (NO) kontakt (konvenčně označovaný jako PNP tranzistor). Druhý obvod je normálně uzavřen a třetí obvod jsou oba kontakty ve stejném krytu.

Barevné kódování vodičů snímače

Existuje standardní systém označování senzorů. Všichni výrobci ho v současnosti dodržují.

Je však užitečné se před instalací ujistit o správnosti připojení podle návodu k připojení (pokynů). Kromě toho jsou zpravidla barvy vodičů uvedeny na samotném snímači, pokud to jeho velikost umožňuje.

Toto je označení.

• Modrá (Blue) - Mínus napájení
• Hnědá - Plus
• Černá - Konec
• Bílá - druhý výstup nebo řídicí vstup, musíte se podívat na návod.

Systém označování indukčních snímačů

Typ snímače je označen alfanumerickým kódem, ve kterém jsou zakódovány hlavní parametry snímače. Níže je uveden systém označování oblíbených senzorů Autonics.

Stáhněte si pokyny a manuály pro některé typy indukčních snímačů: Potkávám se ve své práci.

Děkuji všem za pozornost, čekám na dotazy k připojení senzorů v komentářích!

Nejpoužívanější snímače v oblasti průmyslové automatizace s unifikovaným proudovým výstupem 4-20, 0-50 nebo 0-20 mA mohou mít různá schémata připojení k sekundárním zařízením. Moderní snímače s nízkou spotřebou a proudovým výstupem 4-20 mA se nejčastěji zapojují do dvouvodičového zapojení. To znamená, že k takovému snímači je připojen pouze jeden kabel se dvěma jádry, přes který je tento snímač napájen, a přenos se provádí podél stejných dvou jader.

Senzory s výstupem 4-20 mA a dvouvodičovým připojením mají obvykle pasivní výstup a ke své činnosti vyžadují externí napájení. Tento zdroj lze zabudovat přímo do sekundárního zařízení (na jeho vstupu) a při připojení snímače k ​​takovému zařízení se v signálovém obvodu okamžitě objeví proud. Zařízení, která mají na vstupu vestavěný zdroj pro snímač, se označují jako zařízení s aktivním vstupem.

Většina moderních sekundárních přístrojů a regulátorů má vestavěné napájecí zdroje pro práci se senzory s pasivními výstupy.

Pokud má sekundární zařízení pasivní vstup - vlastně jen rezistor, ze kterého měřící obvod zařízení "čte" úbytek napětí úměrný proudu tekoucímu obvodem, pak je pro fungování snímače potřeba přídavný snímač. V tomto případě je externí napájecí zdroj zapojen do série se snímačem a sekundárním zařízením, aby se přerušila proudová smyčka.

Sekundární zařízení jsou obvykle navržena a vyrobena tak, že k nim lze připojit jak dvouvodičové snímače 4-20 mA, tak snímače 0-5, 0-20 nebo 4-20 mA zapojené do třívodičového obvodu. Pro připojení dvouvodičového snímače na vstup sekundárního zařízení se třemi vstupními svorkami (+ U, vstupní a společná) použijte svorky „+ U“ a „vstup“, „společná“ svorka zůstává volná.

Jelikož senzory, jak již bylo zmíněno výše, mohou mít nejen výstup 4-20 mA, ale např. 0-5 nebo 0-20 mA, nebo je nelze pro jejich velkou energii zapojit do dvouvodičového zapojení. spotřeba (více než 3 mA), pak je použito třívodičové schéma zapojení. V tomto případě jsou napájecí obvody snímače a obvody výstupního signálu oddělené. Čidla s třívodičovým připojením mají většinou aktivní výstup. Tzn., že pokud je na snímač s aktivním výstupem přivedeno napájecí napětí a mezi jeho výstupní a společnou výstupní svorku je zapojen zatěžovací odpor, pak poběží ve výstupním obvodu proud úměrný hodnotě měřeného parametru.

Sekundární zařízení mají obvykle dostatečně nízkoenergetický vestavěný zdroj pro napájení senzorů. Maximální výstupní proud vestavěných zdrojů je obvykle v rozsahu 22-50 mA, což ne vždy stačí k napájení senzorů s vysokou spotřebou energie: elektromagnetické průtokoměry, infračervené analyzátory plynů atd. V tomto případě musíte pro napájení třívodičového senzoru použít externí výkonnější napájecí zdroj, který poskytuje požadovaný výkon. Napájecí zdroj zabudovaný v sekundáru se nepoužívá.

Obdobný obvod pro zapínání třívodičových snímačů se obvykle používá tehdy, když napětí napájecího zdroje zabudovaného v zařízení neodpovídá napájecímu napětí, které je dovoleno tomuto snímači přivádět. Například vestavěný zdroj má výstupní napětí 24V a snímač lze napájet napětím 10 až 16V.

Některá sekundární zařízení mohou mít více vstupních kanálů a napájecí zdroj, který je dostatečně výkonný pro napájení externích senzorů. Je třeba pamatovat na to, že celkový příkon všech senzorů připojených k takovému vícekanálovému zařízení musí být menší než výkon vestavěného zdroje napájení určeného pro jejich napájení. Kromě toho je při studiu technických charakteristik zařízení nutné jasně rozlišit účel napájecích jednotek (zdrojů) zabudovaných do něj. Jeden vestavěný zdroj slouží k přímému napájení samotného sekundárního zařízení - pro obsluhu displeje a indikátorů, výstupních relé, elektronického obvodu zařízení atd. Tento napájecí zdroj může být poměrně výkonný. Druhý vestavěný zdroj slouží k napájení pouze vstupních obvodů - senzorů připojených na vstupy.

Před připojením senzoru k sekundárnímu zařízení byste si měli pečlivě prostudovat návod k obsluze tohoto zařízení, určit typy vstupů a výstupů (aktivní / pasivní), zkontrolovat shodu energie spotřebovávané senzorem a výkonu napájecího zdroje. (vestavěný nebo externí) a teprve poté proveďte připojení. Skutečná označení vstupních a výstupních svorek snímačů a zařízení se mohou lišit od výše uvedených. Takže svorky "Bx (+)" a "Bx (-)" mohou mít označení + J a -J, + 4-20 a -4-20, + In a -In atd. Svorka "+ U pit" může být označena jako + V, Supply, + 24V atd., svorka "Output" - Out, Sign, Jout, 4-20 mA atd., "společná" svorka - GND, -24V, 0V atd., ale to nic nemění na významu.

Senzory s proudovým výstupem se čtyřvodičovým schématem zapojení mají stejné schéma zapojení jako dvouvodičové senzory s jediným rozdílem, že čtyřvodičové senzory jsou napájeny samostatným párem vodičů. Čtyřvodičové snímače navíc mohou mít obojí, což je třeba vzít v úvahu při výběru schématu zapojení.