Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty. Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty.
Przejdź do treści

4–20 mA i 0–10 V - tablica skalowania sygnałów analogowych

Szybka ściąga dla automatyka: procent zakresu, 4–20 mA, 0–20 mA, 0–10 V, 1–5 V, wzory skalowania, wartości procesowe i przykład RAW PLC.

tablica automatyki

Sygnał analogowy i wartość procesowa w jednym miejscu

Użyj tablicy jako szybkiej ściągi przy uruchomieniu, diagnostyce i skalowaniu wejść PLC. Do dowolnych zakresów i obliczeń odwrotnych przejdź do kalkulatora.

4–20 mA i 0–10 V - szybka tablica skalowania

Zakres0%25%50%75%100%
4–20 mA4 mA8 mA12 mA16 mA20 mA
0–20 mA0 mA5 mA10 mA15 mA20 mA
0–10 V0 V2,5 V5 V7,5 V10 V
1–5 V1 V2 V3 V4 V5 V
WzórZnaczenie
p = (S - Smin) / (Smax - Smin)udział zakresu 0…1
PV = PVmin + p · (PVmax - PVmin)sygnał → wartość procesowa
S = Smin + p · (Smax - Smin)wartość procesowa → sygnał
RAW → NORM → SCALEnajpierw normalizacja, potem jednostki inżynierskie

Uwaga: zakres RAW zależy od modułu i konfiguracji. Nie zakładaj automatycznie 0…27648 dla każdego PLC i każdego trybu wejścia.

kalkulatorxxl.pl

Policz dokładnie zamiast przeliczać w pamięci

Tablica pokazuje najczęstsze punkty skali. Przy nietypowym zakresie czujnika, wartości ujemnej, własnym RAW albo obliczeniu odwrotnym skorzystaj z właściwego kalkulatora.

Skalowanie 4–20 mA i 0–10 V
Dowolny zakres sygnału, wartość procesowa i RAW PLC.
Przetwornik ciśnienia mA → bar
4–20 mA na bar, kPa, MPa i psi oraz obliczenie odwrotne.
Rozdzielczość ADC i napięcie
LSB, liczba bitów, Vref i kod cyfrowy przetwornika.
Automatyka i robotyka
PLC, enkodery, napędy, sygnały analogowe i roboty przemysłowe.

Chcesz zobaczyć, jak te wzory łączą się w pełną ścieżkę? Przejdź do Akademii automatyki i robotyki.

Najważniejsza tabela: 4–20 mA, 0–20 mA, 0–10 V i 1–5 V

Procent zakresu4–20 mA0–20 mA0–10 V1–5 V
0%4 mA0 mA0 V1 V
12,5%6 mA2,5 mA1,25 V1,5 V
25%8 mA5 mA2,5 V2 V
37,5%10 mA7,5 mA3,75 V2,5 V
50%12 mA10 mA5 V3 V
62,5%14 mA12,5 mA6,25 V3,5 V
75%16 mA15 mA7,5 V4 V
87,5%18 mA17,5 mA8,75 V4,5 V
100%20 mA20 mA10 V5 V

Dla 4–20 mA punkt środkowy zakresu to 12 mA, nie 10 mA. Wynika to z przesuniętego początku skali: 4 mA odpowiada 0%, a 20 mA odpowiada 100%.

Uniwersalny wzór skalowania liniowego

Nie trzeba zapamiętywać osobnego wzoru dla ciśnienia, temperatury, poziomu czy przepływu. Jeżeli sygnał i wartość procesowa są liniowe, wystarczą dwa końce zakresu.

p = (S − Smin) / (Smax − Smin)
PV = PVmin + p · (PVmax − PVmin)

S to aktualny sygnał, PV to wartość procesowa, a p jest udziałem zakresu od 0 do 1. Dla 4–20 mA: Smin = 4 mA i Smax = 20 mA.

Przykład 4–20 mA = 0–10 bar:

12 mA jest dokładnie w połowie zakresu, więc odpowiada 5 bar. 16 mA to 75% zakresu, czyli 7,5 bar.

Szybkie przeliczenie 4–20 mA na typowe zakresy procesowe

Sygnał0–10 bar0–100 °C0–5 m−1…10 bar
4 mA0 bar0 °C0 m−1 bar
8 mA2,5 bar25 °C1,25 m1,75 bar
12 mA5 bar50 °C2,5 m4,5 bar
16 mA7,5 bar75 °C3,75 m7,25 bar
20 mA10 bar100 °C5 m10 bar

Kolumna z zakresem −1…10 bar pokazuje, dlaczego nie wolno zakładać, że 50% zakresu zawsze oznacza połowę samej wartości maksymalnej. Połowa tego zakresu to 4,5 bar.

Ciekawostka

W pętli 4–20 mA dolny punkt pomiarowy nie zaczyna się od zera. Dzięki temu 4 mA reprezentuje początek zakresu pomiarowego, a brak prądu nie jest tym samym stanem co prawidłowe 0% wartości procesu. Szczegóły diagnostyki poza zakresem zależą jednak od konkretnego urządzenia i konfiguracji.

RAW PLC: najpierw sprawdź zakres modułu

Wartość RAW nie jest uniwersalną jednostką. Zależy od producenta, modułu, trybu kanału i konfiguracji. Dokumentacja S7-1200 pokazuje przykładowo zakres 0…27648 dla znamionowego zakresu prądowego 0–20 mA oraz normalizację do 0,0…1,0 przed skalowaniem do jednostek inżynierskich.

Prąd na kanale 0–20 mAPrzybliżony RAW przy 0…27648Udział zakresu elektrycznego
0 mA00%
4 mA≈ 553020%
8 mA≈ 1105940%
12 mA≈ 1658960%
16 mA≈ 2211880%
20 mA27648100%
Nie pomyl dwóch skal:

Jeżeli czujnik ma 4–20 mA, ale kanał PLC jest przedstawiony jako 0–20 mA, 4 mA nie odpowiada RAW = 0. Zawsze używaj zakresu właściwego dla konkretnej konfiguracji modułu.

0–10 V i −10…+10 V - gdzie jest środek?

0–10 V

0 V = 0%
5 V = 50%
10 V = 100%

Typowa skala jednokierunkowa: napięcie rośnie od dolnego do górnego końca zakresu.

−10…+10 V

−10 V = 0%
0 V = 50%
+10 V = 100%

W skali bipolarnej 0 V jest środkiem zakresu, a nie jego początkiem.

Jeżeli napięcie jest następnie próbkowane przez ADC, dokładność odczytu zależy także od Vref, liczby bitów i toru analogowego. Do tego służy kalkulator rozdzielczości ADC.

Wskazówka od KalkulatorXXL

Przy uruchamianiu analogów zapisuj cztery liczby: dolny i górny koniec sygnału oraz dolny i górny koniec wartości procesowej. Dopiero potem dodawaj RAW PLC. Taki zapis szybko ujawnia pomyłkę typu „4 mA = 4%” albo użycie 0…27648 bez sprawdzenia konfiguracji modułu.

Którego narzędzia użyć?

Masz daneChcesz obliczyćNarzędzie
4–20 mA, 0–10 V lub własny zakreswartość procesową, sygnał odwrotny albo RAW PLCSkalowanie sygnału analogowego
prąd z przetwornika ciśnieniabar, kPa, MPa lub psimA → ciśnienie
Vref, Vin i liczba bitówLSB i kod ADCADC - rozdzielczość i napięcie
czasy czujnika, wejścia, PLC i wyjściapełny czas odpowiedzi toruCzas reakcji układu

Dla ucznia, studenta i początkującego automatyka

Najważniejsza zasada brzmi: skalowanie analogowe jest zwykłą zależnością liniową między dwoma punktami. Nie zaczynaj od zapamiętywania konkretnych liczb RAW. Najpierw ustal dwa punkty sygnału, np. 4 mA i 20 mA, oraz dwa punkty wielkości fizycznej, np. 0 bar i 10 bar.

Dobry test wyniku to trzy punkty: dolny koniec zakresu, środek i górny koniec. Dla 4–20 mA = 0–10 bar powinno wyjść odpowiednio 4 mA → 0 bar, 12 mA → 5 bar i 20 mA → 10 bar.

Źródła i zakres tablicy

Tablica porządkuje liniowe skalowanie sygnałów analogowych używanych w automatyce. NI opisuje 4–20 mA jako skalę, w której typowo 4 mA odpowiada 0%, a 20 mA 100%, oraz pokazuje wyznaczanie równania liniowego z dwóch punktów. Siemens dokumentuje normalizację i skalowanie wartości analogowych w S7-1200 oraz przykładową reprezentację RAW 0…27648 dla zakresu prądowego 0–20 mA. WIKA dokumentuje przemysłowe przetworniki z wyjściem 4–20 mA.

NI - skalowanie danych z czujnika 4–20 mA

Siemens - S7-1200 System Manual, przetwarzanie wartości analogowych

WIKA - przetwornik DPT-20 z wyjściem 4–20 mA

FAQ – 4–20 mA, 0–10 V i skalowanie sygnałów

12 mA oznacza 50% zakresu, ponieważ użyteczne span wynosi 16 mA: od 4 do 20 mA.

25% zakresu odpowiada 8 mA: 4 mA + 25% z 16 mA = 8 mA.

Połowa zakresu 0–10 V to 5 V. Dla skali bipolarnej −10…+10 V połową zakresu jest natomiast 0 V.

Najpierw oblicz udział zakresu p = (I−4)/(20−4), a następnie pomnóż go przez span ciśnienia i dodaj dolną granicę zakresu. Dla 0–10 bar i 12 mA wynik to 5 bar.

Nie. W standardowej skali 4–20 mA wartość 4 mA odpowiada 0% zakresu procesowego, a 20 mA odpowiada 100%.

Nie. Reprezentacja RAW zależy od producenta, modułu, zakresu i konfiguracji kanału. 0…27648 jest przykładem używanym m.in. w dokumentacji określonych zakresów analogowych S7-1200, a nie uniwersalną regułą dla wszystkich sterowników.

Nie, jeżeli moduł przedstawia cały zakres 0–20 mA jako 0…27648. W takim przypadku 4 mA leży na 20% zakresu elektrycznego, czyli około RAW 5530.

Najpierw wyznacz procent lub udział wartości procesowej w jej zakresie, a potem przenieś ten sam udział na zakres sygnału. Kalkulator skalowania analogowego wykonuje to automatycznie.

Span wynosi 11 bar. Połowa spanu to 5,5 bar, a po dodaniu dolnej granicy −1 bar otrzymujemy 4,5 bar.

Nie. Tablica pomaga w skalowaniu liniowym, ale dokładne zakresy RAW, diagnostyka przekroczeń, dokładność i sposób podłączenia należy sprawdzić w dokumentacji konkretnego modułu i czujnika.

Ostatnia aktualizacja: 27.08.2026