Bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V

Bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V được sử dụng khi cảm biến hoặc transmitter xuất tín hiệu dòng 4-20mA nhưng PLC hoặc bộ điều khiển chỉ nhận tín hiệu điện áp 0-10V.

Trong hệ thống tự động hóa công nghiệp, việc chuyển đổi tín hiệu này giúp thiết bị đo lường và bộ điều khiển có thể giao tiếp chính xác với nhau.

Trang này giúp bạn:

hiểu nguyên lý chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V
biết khi nào cần dùng module chuyển đổi tín hiệu
chọn thiết bị phù hợp giữa K109S Seneca và Z109REG2-1 Seneca

Sự không tương thích tín hiệu giữa 2 thiết bị

Trong nhiều hệ thống công nghiệp, cảm biến ngoài hiện trường thường xuất tín hiệu 4–20mA, trong khi PLC, bộ điều khiển hoặc thiết bị thu thập dữ liệu lại chỉ nhận 0–10V. Sự khác biệt chuẩn tín hiệu này khiến việc kết nối trực tiếp trở nên không khả thi.

Bộ chuyển đổi tín hiệu 4–20mA sang 0–10V chính là giải pháp kỹ thuật giúp giải quyết triệt để vấn đề đó. Thiết bị thực hiện việc chuyển đổi tuyến tính và chính xác từ dòng 4–20mA sang điện áp 0–10V, cho phép tích hợp các cảm biến công nghiệp vào hệ thống điều khiển hiện có mà không cần thay đổi cảm biến hoặc bộ điều khiển.

Nhờ đặc tính độ chính xác cao, khả năng chống nhiễu tốt của tín hiệu dòng, cùng thiết kế module DIN rail nhỏ gọn, bộ chuyển đổi này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức và giám sát quá trình. Đây là giải pháp đơn giản nhưng cực kỳ hiệu quả để chuẩn hóa tín hiệu giữa các thiết bị không cùng chuẩn giao tiếp trong hệ thống tự động hóa

Nội Dung Chính

Tại sao phải sử dụng bộ chuyển đổi 4-20mA sang 0-10V?

Ứng dụng bộ chuyển đổi 4-20mA sang 0-10V

Trong các hệ thống đo lường công nghiệp, cảm biến ngoài hiện trường thường xuất tín hiệu 4-20mA vì tín hiệu dòng có khả năng truyền xa, chống nhiễu tốt và ổn định. Tuy nhiên, nhiều bộ điều khiển, PLC hoặc thiết bị thu thập dữ liệu lại chỉ hỗ trợ tín hiệu điện áp 0-10V.

Sự khác biệt chuẩn tín hiệu này khiến cảm biến không thể kết nối trực tiếp với bộ điều khiển. Đây chính là lúc cần đến bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V.

Thiết bị này thực hiện việc chuyển đổi tuyến tính từ dòng 4-20mA sang điện áp 0-10V, giúp hệ thống điều khiển có thể đọc và xử lý tín hiệu từ cảm biến mà không cần thay đổi thiết bị hiện có.

Một câu hỏi thường gặp là: việc chuyển đổi có làm giảm độ chính xác hay không?

Câu trả lời là không đáng kể, vì các bộ chuyển đổi chuyên dụng được thiết kế với độ chính xác cao và sai số rất nhỏ. Trên thực tế, chất lượng của bộ chuyển đổi phụ thuộc nhiều vào thiết kế mạch, mức độ cách ly tín hiệu và tiêu chuẩn sản xuất của thiết bị.

Ngoài chức năng chuyển đổi tín hiệu, nhiều bộ chuyển đổi còn tích hợp cách ly tín hiệu (galvanic isolation). Điều này giúp:

giảm nhiễu điện từ trong môi trường công nghiệp
tránh vòng lặp mass (ground loop)
bảo vệ bộ điều khiển khi có sự cố điện từ phía cảm biến

Nhờ đó, bộ chuyển đổi không chỉ đóng vai trò chuẩn hóa tín hiệu, mà còn giúp tăng độ ổn định và độ an toàn cho toàn bộ hệ thống đo lường và điều khiển.

Nguyên lý bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V

Trong hệ thống tự động hóa, cảm biến công nghiệp thường xuất tín hiệu 4-20mA vì khả năng chống nhiễu tốt và truyền tín hiệu ổn định trên khoảng cách xa.

Tuy nhiên nhiều thiết bị như:

PLC
bộ điều khiển nhiệt độ
bộ hiển thị
hệ thống SCADA

chỉ nhận tín hiệu 0-10V.

Trong trường hợp này cần sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu analog để chuyển dòng điện 4-20mA thành điện áp 0-10V.

Công thức chuyển đổi 4-20mA sang 0-10V

Quan hệ giữa dòng điện và điện áp là tuyến tính:

\(V = (I – 4) \times \frac{10}{16}\)

Trong đó:

V = điện áp đầu ra (Volt)
I = dòng điện đầu vào (mA)

Bảng tra nhanh 4-20mA sang 0-10V

Dòng điện	Điện áp
4 mA	0 V
8 mA	2.5 V
12 mA	5 V
16 mA	7.5 V
20 mA	10 V

Ví dụ:

12 mA → 5 V

Lựa chọn bộ chuyển đổi 4-20mA sang 0-10V như thế nào?

Để lựa chọn một bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V một cách chính xác các bạn chọn theo các tiêu chí sau.

Tín hiệu của cảm biến

Bạn đang choáng ngợp trước vô số loại bộ chuyển đổi tín hiệu trên thị trường? Đừng lo lắng, việc lựa chọn sẽ trở nên đơn giản hơn bao giờ hết khi bạn nắm vững bí kíp quan trọng: Tín hiệu xuất ra của cảm biến.

Hãy tưởng tượng bộ chuyển đổi tín hiệu như một “cầu nối” giữa cảm biến và hệ thống điều khiển. Cầu nối này chỉ hoạt động hiệu quả khi được thiết kế phù hợp với “phích cắm” (tín hiệu đầu vào) của cảm biến.

Lựa chọn sai “cầu nối” sẽ dẫn đến:

Hệ thống không nhận được dữ liệu từ cảm biến.
Dữ liệu bị sai lệch, ảnh hưởng đến hoạt động và hiệu quả của hệ thống.
Tốn kém chi phí sửa chữa hoặc thay thế thiết bị.

Các bạn hay kiểm tra tín hiệu của cảm biến là 4-20mA hay 0-10V, 1-5V… Tín hiệu từ cảm biến sẽ giúp bạn lựa chọn bộ chuyển đổi chính xác đầu vào.

Bạn có cảm biến xuất tín hiệu 4-20mA mà bộ chuyển đổi của bạn đầu vào là 0-10V thì không thể nhận được đầu vào nha. Cho nên bạn phải biết được cảm biến của bạn xuất tín hiệu là bao nhiêu?

Khi nào cần bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V?

Trong thực tế nhà máy, thiết bị chuyển đổi tín hiệu thường được dùng trong các trường hợp sau.

PLC chỉ có ngõ vào điện áp

Nhiều PLC hoặc module analog chỉ nhận 0-10V trong khi cảm biến xuất 4-20mA.

Cần cách ly chống nhiễu

Trong môi trường công nghiệp có nhiều:

biến tần
motor công suất lớn
nhiễu điện từ

module chuyển đổi tín hiệu có cách ly tín hiệu sẽ giúp hệ thống hoạt động ổn định hơn.

Chuẩn hóa tín hiệu trong hệ thống SCADA

Trong hệ thống giám sát công nghiệp, tín hiệu analog thường cần được chuẩn hóa trước khi đưa vào bộ điều khiển.

Tín hiệu đọc được của bộ điều khiển

Tín hiệu đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc vận hành hệ thống điều khiển. Tuy nhiên, không phải lúc nào tín hiệu từ cảm biến và tín hiệu mà bộ điều khiển chấp nhận cũng đồng nhất.

Hãy tưởng tượng hệ thống điều khiển như một bản giao hưởng, nơi các tín hiệu đóng vai trò như những nốt nhạc. Để bản giao hưởng vang lên hoàn hảo, các nốt nhạc cần được phối hợp nhịp nhàng. Tuy nhiên, nếu “nhạc cụ” (cảm biến) của bạn tạo ra nốt nhạc 4-20mA, mà “bản nhạc” (bộ điều khiển) chỉ chấp nhận nốt nhạc 0-10V, thì bản giao hưởng sẽ trở nên hỗn loạn.

Tín hiệu vào của cảm biến và bộ điều khiển

Bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V chính là “nhạc trưởng” tài ba:

Biến đổi tín hiệu: Chuyển đổi tín hiệu 4-20mA từ cảm biến sang 0-10V mà bộ điều khiển có thể “hiểu” được.
Bảo vệ hệ thống: Giúp bạn sử dụng cảm biến 4-20mA tiên tiến mà không cần thay thế bộ điều khiển, bảo vệ đầu tư ban đầu của bạn.
Nâng tầm hiệu quả: Đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, chính xác và hiệu quả, mang đến sự an tâm cho bạn.

Vừa bảo vệ bộ điều khiển của bạn, vừa có tín hiệu 0-10V để bộ điều khiển đọc được.

Độ chính xác của bộ chuyển đổi

Mỗi một bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V có độ chính xác khác nhau. Tùy vào giá thành bộ chuyển đổi có giá thành thấp sẽ cho độ chính xác thấp hơn và không cách ly chống nhiễu. Với bộ chuyển đổi có giá thành cao hơn sẽ có cách ly chống nhiễu và độ chính xác cao.

Nếu bạn cần một bộ chuyển đổi có độ chính xác không quá cao bạn có thể mua những bộ chuyển đổi giá rẻ. Nếu bạn cần độ chính xác cao nên mua bộ có giá thành cao hơn. Xuất xứ rõ ràng, có CO và CQ để đảm bảo chất lượng tốt nhất.

Sau đây mình sẽ giới thiệu cho các bạn các bộ chuyển đổi có xuất xứ từ Italia đến từ hãng Seneca giá thành hợp lý. Độ chính xác của bộ chuyển đổi cao và chống nhiễu rất tốt.

Bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V K109S hãng Seneca.

Bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V K109s của Seneca

Seneca là thương hiệu đến từ Ý với hơn 40 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết bị chuyển đổi tín hiệu công nghiệp. Các module của Seneca nổi bật nhờ độ chính xác cao, cách ly chống nhiễu lên đến 1500Vac và độ ổn định tốt trong môi trường công nghiệp.

Một trong những thiết bị phổ biến là K109S, cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa các tín hiệu analog như 0-10V ↔ 4-20mA, 0-5V ↔ 4-20mA, phù hợp cho nhiều ứng dụng trong hệ thống PLC và tự động hóa.

Bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V K109S Seneca là bộ chuyển đổi tín hiệu analog dạng module DIN rail với thiết kế mỏng và cấu hình đơn giản.

Ưu điểm:

kích thước mỏng, tiết kiệm không gian tủ điện
cấu hình đơn giản bằng DIP switch
chi phí thấp
phù hợp hệ thống máy đơn lẻ

Ứng dụng phổ biến:

tủ điều khiển máy
hệ thống đo lường nhỏ
PLC analog input đơn giản

K109S phù hợp khi cần giải pháp chuyển đổi tín hiệu cơ bản và tiết kiệm chi phí.

Thông số kĩ thuật của bộ chuyển đổi 4-20mA sang 0-10V K109S

Thương hiệu: Seneca – Italia
Nguồn nuôi: 19,2 … 30VDC
Cách ly chống nhiễu: 1500VAC (3 chiều)
Độ chính xác: 99,9%
Cài đặt: DIP-SWITCH
Cấp bảo vệ: IP20
Đầu vào:
- Dòng điện: 0-20mA, 20-0mA, 4-20mA, 20-4mA
- Điện áp: 0-10V, 0-5V, 1-5V, 10-0V
Đầu ra:
- Điện áp: 0-10V, 0-5V, 1-5V, 10-0V
- Dòng điện: 0-20mA, 20-0mA, 4-20mA, 20-4mA
Lắp đặt: lắp đặt trên Din rail 35mm
Nhiệt độ hoạt động: -20 – 65 °C

Bộ chuyển đổi đa năng Z109REG2-1

Z109REG2-1 là bộ chuyển đổi tín hiệu đa năng (universal signal converter) cho phép chuyển đổi nhiều loại tín hiệu cảm biến như Pt100, thermocouple, mV, V sang chuẩn 4-20mA hoặc 0-10V. Tín hiệu đầu ra đa năng 4-20mA, 0-10V … và thêm một relay cảnh báo Alarm.

Bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V Z109REG2-1

Z109REG2-1 Seneca là bộ chuyển đổi tín hiệu analog cao cấp hơn với khả năng cấu hình linh hoạt và cách ly tín hiệu mạnh.

Ưu điểm:

độ chính xác cao
cách ly tín hiệu tốt
hỗ trợ nhiều loại tín hiệu analog
phù hợp hệ thống SCADA

Thiết bị thường được sử dụng trong:

hệ thống giám sát năng lượng
hệ thống SCADA
hệ thống đo lường nhà máy

Z109REG2-1 – Bộ chuyển đổi tín hiệu đa năng cho hệ thống công nghiệp

Hỗ trợ nhiều loại tín hiệu đầu vào

Z109REG2-1 là bộ chuyển đổi tín hiệu đa năng có khả năng tiếp nhận nhiều loại tín hiệu khác nhau như:

Tín hiệu biến trở (potentiometer)
Tín hiệu analog (mV / V)
Cảm biến nhiệt độ RTD – Pt100
Thermocouple (ví dụ loại K)

Nhờ đó thiết bị có thể sử dụng cho nhiều ứng dụng đo lường và điều khiển trong công nghiệp.

Linh hoạt tín hiệu đầu ra

Z109REG2-1 cho phép chuyển đổi tín hiệu về các chuẩn phổ biến như:

4-20 mA
0-10 V

Các chuẩn tín hiệu này tương thích với hầu hết PLC, bộ điều khiển PID, hệ SCADA hoặc hệ thống giám sát công nghiệp.

Khả năng chuyển đổi linh hoạt hơn K109S

So với bộ chuyển đổi tín hiệu K109S, Z109REG2-1 hỗ trợ nhiều loại tín hiệu đầu vào hơn, đặc biệt là các cảm biến nhiệt độ như Pt100 và thermocouple.
Điều này giúp thiết bị trở thành giải pháp linh hoạt cho các hệ thống đo lường phức tạp.

Thông số kĩ thuật của bộ chuyển đổi đa năng Z109REG2-1

Thương hiệu: Seneca – Italia
Nguồn nuôi: 10-40VDC, 19-28VAC
Cách ly chống nhiễu: 3750 VAC (nguồn/ đầu vào/ đầu ra)
Cấp bảo vệ: IP20
Độ chính xác: 99,9%
Giao tiếp: cổng Micro USB
Cài đặt: DIP-SWITCH, phần mềm (easy setup)
Đầu vào:
- Điện áp: 0-10V, 1-5v,…
- Dòng điện: 0-20mA, 4-20mA…
- RTD: pt100, Pt500, PT1000 3 dây, 4 dây,…
- Can nhiệt: can J,K,R,S,T,E,B,N..
- Biến trở: 500 Ω ..100 kΩ
Đầu ra:
- Điện áp: 0-10V, 0-5V, 1-5V, 2-10V
- Dòng điện: 0-20mA, 4-20mA
- Relay: thường đóng hoặc thường mở
Lắp đặt: lắp đặt trên Din Rail 35mm
Nhiệt độ hoạt động: -20..+60°C

Giải pháp tối ưu cho hệ thống điều khiển

Một thiết bị – nhiều ứng dụng

Z109REG2-1 có thể thay thế nhiều bộ chuyển đổi chuyên dụng khác nhau trong hệ thống, giúp:

đơn giản hóa thiết kế
giảm số lượng thiết bị trong tủ điện

Tiết kiệm chi phí và không gian lắp đặt

Nhờ khả năng xử lý nhiều loại tín hiệu khác nhau, Z109REG2-1 giúp giảm chi phí đầu tư và thi công hệ thống điều khiển.

Bộ chuyển chia 2 tín hiệu Z170REG-1

Bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V Z170REG-1

Bạn đang gặp khó khăn khi kết nối một cảm biến với hai thiết bị khác nhau, mỗi thiết bị lại yêu cầu một loại tín hiệu riêng biệt? Đừng lo lắng, Bộ chia tín hiệu Z170REG-1 chính là “chìa khóa” giúp bạn “chinh phục” mọi rào cản tín hiệu trong hệ thống điều khiển!

Z170REG-1 có thể thực hiện nhiều chức năng chuyển đổi tín hiệu khác nhau, bao gồm:

4-20mA → 0-10V
0-10V → 4-20mA
0-20mA → 0-10V
0-10V → 0-20mA

Điểm mạnh của thiết bị này là tính linh hoạt cao, cho phép cấu hình nhiều loại tín hiệu analog khác nhau chỉ trên một module.

Trong các hệ thống công nghiệp, Z170REG-1 thường được dùng để:

chuẩn hóa tín hiệu analog giữa các thiết bị
chuyển đổi chuẩn tín hiệu giữa cảm biến và PLC
tích hợp các thiết bị đo lường khác chuẩn tín hiệu

Thông tin kĩ thuật của bộ chia tín hiệu Z170REG-1

Nguồn cấp: 10..40 Vdc; 19..28 Vac
Công suất tiêu thụ: 0,5…2W
Cách ly: 1500Vac
Led trạng thái: hiển thị nguồn và arlam
Sai số: 0,1%
Input: 1 settable input:
- VOLTAGE: 0..10 V settable scale
- CURRENT: 0..20 mA (active/passive module) settable scale
- Potentiometer: 1 kΩ ..100 kΩ settable scale
- TC: J,K,R,S,T,B,E,N
- RTD: Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100
Output: 2 settable outputs:
- VOLTAGE: 0..10 V settable scale
- CURRENT: 0..20 mA (active/passive) settable scale
Thời gian phản hồi: <25ms
Cài đặt: Dip-Switch, phần mềm
Nhiệt độ hoạt động: -10..+65°C
Bảo vệ: IP20
Kích thước: 17,5 x 100 x 112 mm
Khối lượng: 200g

Z170REG-1 – Chìa khóa cho sự tương thích hoàn hảo:

Tương thích với nhiều loại cảm biến: Hỗ trợ tín hiệu đầu vào đa dạng, bao gồm cảm biến pt100, cảm biếnTC loại K, loại S, loại R, loại B, tín hiệu analog 4-20mA, 0-10v, 1-5v,…
Cung cấp tín hiệu đầu ra linh hoạt: Cho phép lựa chọn tín hiệu đầu ra phù hợp với nhu cầu, ví dụ như 4-20mA, 0-10V, 1-5V,…
Tích hợp nhiều tính năng: Chuyển đổi tín hiệu, cách ly điện, lọc nhiễu, cài đặt linh hoạt bằng phần mềm Easy-setup, giúp đáp ứng mọi yêu cầu của hệ thống.

Z170REG-1 – Lựa chọn thông minh cho nhà đầu tư:

Thiết kế nhỏ gọn: Tiết kiệm không gian tủ điện.
Dễ dàng cài đặt: Hỗ trợ cài đặt bằng Dip-Switch và phần mềm Easy-setup, phù hợp với mọi trình độ kỹ thuật.
Giá thành hợp lý: Mang lại hiệu quả kinh tế cao cho hệ thống

So sánh K109S, Z109REG2-1 và Z170REG-1

Thiết bị	Chức năng chính	Phân khúc
K109S	4-20mA ↔ 0-10V	cơ bản
Z109REG2-1	signal conditioner đa năng	cao cấp
Z170REG-1	bộ chuyển đổi analog đa chuẩn	linh hoạt

Tùy theo yêu cầu hệ thống, kỹ sư có thể chọn thiết bị phù hợp để đảm bảo:

tín hiệu analog ổn định
hệ thống điều khiển hoạt động chính xác
giảm nhiễu trong môi trường công nghiệp.

Liên hệ tư vấn kỹ thuật

Nếu bạn đang thiết kế hệ thống PLC, SCADA hoặc đo lường công nghiệp và cần tư vấn chọn bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V, đội ngũ kỹ sư Huphaco có thể hỗ trợ lựa chọn thiết bị phù hợp giữa K109S và Z109REG2-1.

📞 Hotline kỹ thuật: 0937 27 55 66
📩 Email: sales@huphaco.vn

Câu hỏi thường gặp

Bộ chuyển đổi 4-20mA sang 0-10V dùng để làm gì?

Thiết bị dùng để chuyển tín hiệu dòng 4-20mA từ cảm biến thành tín hiệu điện áp 0-10V để PLC hoặc bộ điều khiển có thể đọc được.

Khi nào cần dùng bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V?

Khi cảm biến xuất 4-20mA nhưng PLC hoặc bộ điều khiển chỉ có ngõ vào 0-10V.

K109S và Z109REG2-1 khác nhau thế nào?

K109S là dòng cơ bản, thiết kế mỏng và chi phí thấp. Z109REG2-1 là dòng cao cấp hơn với khả năng cấu hình linh hoạt và cách ly tín hiệu tốt hơn.

Có thể dùng điện trở để chuyển 4-20mA sang 0-10V không?

Có thể trong một số trường hợp đơn giản, nhưng trong hệ thống công nghiệp nên dùng module chuyển đổi chuyên dụng để đảm bảo độ chính xác và chống nhiễu.