Взвешенное решение для Вашего Бизнеса
г. Москва, Дмитровское шоссе, 71Б
Пн-Чт: 10:00-18:00
Пт: 10:00-17:00
Сб-Вс: Выходной
г. Москва, Москва, Дмитровское шоссе , 71 Б
Пн-чт 10:00-18:00
Пт 10:00-17:00
Заказать звонок
Войти

Преобразователи FD-3 и FD-5: тензодатчик в 4–20 мА и 0–10 В для ПЛК

1 окт 2026
Как подключить тензодатчики к ПЛК через нормирующие усилители FD-3, FD-5, SFD-3P и SFD-JC: клеммы и цвета проводов, питание, выбор выхода 4–20 мА или 0–10 В, настройка нуля и диапазона, балансировка датчиков FD-5, нагрузка токовой петли и пересчёт мА в килограммы.
Преобразователи FD-3 и FD-5: тензодатчик в 4–20 мА и 0–10 В для ПЛК
Нормирующий усилитель FD-3 / FD-5: тензодатчики, клеммы E± S±, потенциометры нуля и диапазона, токовая петля 4–20 мА до аналогового входа ПЛК и пересчёт мА в килограммы
Усилитель стоит рядом с датчиками и превращает милливольты моста в 4–20 мА; ПЛК пересчитывает ток в килограммы.

База знаний Sierra · Обновлено · Подготовили инженеры Sierra · Источники: руководство FD-5, паспорта SFD-3P и SFD-JC, карточки каталога

Содержание
  1. Коротко
  2. Модели и исполнения
  3. Как работает
  4. Клеммы и распиновка
  5. Питание и датчики
  6. Какой выход выбрать
  7. Настройка нуля и диапазона
  8. Балансировка датчиков FD-5
  9. Подключение к ПЛК
  10. Пересчёт мА → кг
  11. Шум, земля, экран
  12. Поиск неисправностей
  13. Когда нужен не FD
  14. Чек-лист
  15. Проверьте себя
  16. Частые вопросы
  17. Словарь
  18. Источники
  19. Читайте также

FD-3 и FD-5 — коротко

Нормирующий усилитель (преобразователь сигнала) FD-3 или FD-5 ставится между тензодатчиками и ПЛК. Он питает мост датчиков, усиливает их милливольтовый сигнал и выдаёт стандартный аналоговый сигнал, пропорциональный весу: 4–20 мА, 0–10 В или другой, если такое исполнение предусмотрено. Контроллер измеряет этот сигнал своим аналоговым входом и сам пересчитывает его в килограммы. Ноль и диапазон выставляют потенциометрами внутри корпуса, у FD-5 есть ещё четыре потенциометра для балансировки датчиков.

1–4 датчикаподключаются к FD-5 напрямую, клеммники X1–X4 (руководство FD-5)
≤ 500 Омнагрузка токового выхода FD-5; для выхода по напряжению — не меньше 500 Ом (руководство и карточка)
12 В / 5 Впитание мостов датчиков: у FD-5 — 12 В, у SFD-3P и SFD-JC — 5 В (руководство, паспорта)
0,1 % FSточность FD-3 (карточка) и FD-5 (руководство); у SFD-3P и SFD-JC — менее 0,05 % (паспорта)

Эта статья — практика по конкретным приборам: клеммы и распиновка, питание, какой выход заказать, настройка нуля и диапазона, балансировка датчиков, подключение к аналоговому входу ПЛК, пересчёт миллиампер в килограммы и поиск неисправностей. Сравнение аналоговой передачи с Modbus, разрядность АЦП ПЛК и шина RS-485 разобраны в статье «Весовой АЦП и нормирующий усилитель: вес в ПЛК по 4–20 мА и Modbus».

Интерактивы: подбор модели, расшифровка исполнения, распиновка по клику, проверка датчиков, ошибка «земли» на выходе 0–10 В, тренажёр нуля и диапазона, балансировка FD-5, схема подключения к ПЛК, нагрузка токовой петли, калькулятор мА ↔ кг, калибровка в ПЛК по двум точкам, диагностика по току, поиск неисправности, чек-лист и тест.

Модели: FD-3, FD-5, SFD-3P, SFD-JC

В разделе каталога «Усилители сигнала (АЦП)» аналоговые нормирующие усилители представлены двумя карточками. В карточке «Преобразователь сигнала FD-3» шесть исполнений: четыре алюминиевых FD-3 с разным питанием и выходом и два усилителя Sierra — SFD-3P-24А42,V05,V010 в пластиковом корпусе и SFD-JC-24А42 в алюминиевом. Вторая карточка — Zemic FD-5 с клеммами на четыре датчика: это суммирующая коробка и усилитель в одном корпусе.

FD-3 · нормирующий усилитель
4–20 мА или 0–5/0–10 В по исполнению · питание 12 или 24 В · IP65 (карточка)
Нормирующий усилитель Zemic FD-3 в алюминиевом корпусе с кабельными вводами
Исполнения в карточке:
FD-3-12V05FD-3-12А42FD-3-24V010FD-3-24А42SFD-3P-24А42,V05,V010SFD-JC-24А42
от 30 250 ₽ с НДС
Zemic FD-5 · усилитель на 4 датчика
1–4 датчика с балансировкой RP3–RP6 · нагрузка ≤ 500 Ом · IP65 (руководство)
Нормирующий усилитель Zemic FD-5 с пятью кабельными вводами
Исполнения в карточке:
FD-5-24A4-20
от 28 050 ₽ с НДС
ПараметрFD-3 (карточка)FD-5 (руководство)SFD-3P (паспорт)SFD-JC (паспорт)
Датчиков1–8, от двух — через соединительную коробку1–4 напрямую (X1–X4)1–41–2
Питание усилителя12 или 24 В по исполнению15 или 24 В DC, до 150 мА18–26 В DC18–26 В DC
Питание датчиковуточните у менеджера Sierra12 В DC5 В5 В
Чувствительность датчиковуточните у менеджера Sierra1–2,5 мВ/В0,5–3 мВ/В0,5–3 мВ/В
Сопротивление датчиков≤ 500 Ом (при питании 24 В)—< 500 Ом< 500 Ом
Выход4–20 мА; по обозначению исполнений также 0–5 и 0–10 Вток 4–20 или 0–10 мА; напряжение 0–5 или 1–5 В — указывают при заказе4–20 мА / 0–5 В / 0–10 В0–5 В / 0–10 В / 4–20 мА
Нагрузка выходауточните у менеджера Sierraток: ≤ 500 Ом; напряжение: ≥ 500 Омуточните у менеджера Sierraуточните у менеджера Sierra
Точностьлучше 0,1 % FS0,1 % FS< 0,05 %, пульсации 2 мВ пик-пик< 0,05 %, пульсации 2 мВ пик-пик
Регулировкиуточните у менеджера SierraRP1 — ноль, RP2 — диапазон, RP3–RP6 — баланс X1–X4потенциометры нуля и усиленияZERO и SPAN
Рабочая температура−20…+85 °C−40…+85 °C (в карточке −20…+85 °C)−20…+60 °C−20…+60 °C
Защита, корпусIP65, алюминийIP65, алюминиевый сплавIP67, усиленный пластик, 70 гIP67, алюминиевый сплав, 170 г
Габариты135 × 65 × 38 мм, крепёж 2 × Ø4,2 мм с шагом 123 мм135 × 65 × 38 мм, крепёж 2 × Ø4,2 мм с шагом 123 мм108 × 58 × 34 мм64 × 58 × 36 мм без кабельных вводов

FD-3 — по описанию и чертежу в карточке каталога (руководства на алюминиевый FD-3 у нас нет). FD-5 — руководство изготовителя «FD-5 Transmitter User's Manual». SFD-3P и SFD-JC — паспорта Sierra «Усилитель тензометрический». Защита от переполюсовки питания и перенапряжения указана в карточке FD-3 и в руководстве FD-5.

Расшифровка исполнения

В карточке расшифровка кода не приведена. По обозначениям видно, что число после FD-3 — питание (12 или 24 В), а дальше идёт выход: «А42» — 4–20 мА, «V05» — 0–5 В, «V010» — 0–10 В. Код SFD-3P-24А42,V05,V010 перечисляет все три выхода из паспорта. Перед заказом сверьте исполнение с менеджером Sierra.

Какой усилитель под задачу

Подбор — по документам из таблицы выше. Исполнения FD-3 — по обозначению в карточке.

Как работает нормирующий усилитель

Тензодатчикмост, единицы–десятки мВкороткий кабельE± / S±FD-3 / FD-5усиление, ноль, диапазонвыход тока или напряжениярядом с датчиками4–20 мАдлинная трасса до шкафаПЛКаналоговый входкод → кгпитание 12 / 15 / 24 В

Тензодатчик даёт милливольты — их легко испортить наводкой на длинном кабеле. Поэтому усилитель ставят рядом с датчиками, а до шкафа ПЛК идёт уже ток 4–20 мА.

Внутри FD-5, по структурной схеме из руководства, есть стабилизатор питания датчиков, операционный усилитель с регулировкой, фильтр, преобразователь напряжение/ток (V/I) и защита от перенапряжения. Вес контроллер вычисляет сам: усилитель не хранит калибровку в килограммах и не знает, сколько весит груз. Он только переводит сигнал «ноль — полная нагрузка» в «4 — 20 мА».

  • Сигнал датчика. Мост с РКП 2 мВ/В при питании 12 В даёт на номинальной нагрузке 24 мВ, при 5 В — 10 мВ. Как устроен мост, рассказано в статье «Мост Уитстона».
  • Ноль. Без груза выход должен быть на нижней границе: 4 мА, 0 В или 1 В. Его выставляют потенциометром нуля (у FD-5 — RP1).
  • Диапазон. На полной нагрузке выход должен быть на верхней границе: 20 мА, 5 В или 10 В. Его выставляют потенциометром усиления (у FD-5 — RP2).
  • Несколько датчиков. FD-5 сам складывает сигналы четырёх датчиков, как сумматор. К SFD-3P и FD-3 несколько датчиков подключают через соединительную коробку.
Если на месте нужны показания веса, реле дозирования или поверяемые весы, нормирующий усилитель не подходит. Тогда ставят весовой индикатор с аналоговым выходом или весовой АЦП с Modbus — сравнение в статье 35104.

Клеммы и распиновка

У трёх приборов разный порядок клемм. Особенно легко ошибиться на FD-5: в каждом клеммнике датчика S− стоит перед S+, а не наоборот. Нажмите на клемму или потенциометр на схеме, чтобы увидеть её назначение.

FD-5: X1–X4 — датчики, X5 — питание и выход (рис. 1 руководства, схематично)RP2RP1RP1 — ноль, RP2 — диапазонX1E+E−S−S+RP3X2E+E−S−S+RP4X3E+E−S−S+RP5X4E+E−S−S+RP6X5 (сверху вниз)IN+GNDOUT+SHIE
Нажмите на клемму или потенциометр.
НазначениеFD-5SFD-3PSFD-JCПровод датчика Sierra
+ питания датчикаE+ (X1–X4, 1-я слева)E+ (1)EXC+красный
− питания датчикаE− (2-я)E− (2)EXC−чёрный
− сигналаS− (3-я)S− (5)SIG−белый
+ сигналаS+ (4-я)S+ (4)SIG+зелёный
Экран кабеля датчика—SHD (3)SHDпрозрачный/голый
+ питания усилителяIN+ (X5, 1-я сверху)24V (9)24V—
− питания, общийGND (X5, 2-я)0V (8)GND (питание)—
ВыходOUT+ (X5, 3-я) — ток или напряжение по исполнениюIo — ток (7), Vo — напряжение (6)MA — ток, V0 — напряжение—
Общий выходаGND0VGND (выход)—
Экран выходного кабеляSHIE (X5, 4-я)———

FD-5 — рисунок 1 руководства; SFD-3P — фото клеммника и таблица в паспорте (цифра — номер клеммы слева направо); SFD-JC — рисунок платы в паспорте. Цвета проводов — по паспортам тензодатчиков Sierra, у FD-5 они же указаны в руководстве. У датчиков других марок цвета бывают другими: сверяйтесь с паспортом датчика и статьёй «Как подключить тензодатчик».

У датчика с 6-проводным кабелем (отдельные провода обратной связи Sense) клемм под Sense ни у одного из этих усилителей по документам нет. Sense+ соединяют с E+, Sense− — с E−, как при 4-проводном подключении. Подробнее — в статье про 4 и 6 проводов.

Питание усилителя и датчиков

Питание усилителя — постоянное: FD-5 — 15 или 24 В (по руководству, до 150 мА), SFD-3P и SFD-JC — 18–26 В, FD-3 — 12 или 24 В по исполнению. Блок питания ставят в шкафу, а «минус» блока питания соединяют с общим проводом аналогового входа ПЛК. В руководстве FD-5 указана защита от обратной полярности и всплесков питания.

Питание датчиков усилитель выдаёт сам: FD-5 — 12 В, SFD-3P и SFD-JC — 5 В. Чем больше датчиков, тем меньше общее сопротивление моста и тем больше ток. Четыре датчика по 350 Ом параллельно — это 87,5 Ом: при 12 В мосты потребляют около 137 мА. Это близко к 150 мА, указанным для всего FD-5, поэтому блок питания берите с запасом.

Чувствительность датчиков должна попадать в диапазон усилителя: у FD-5 по руководству 1–2,5 мВ/В, у SFD-3P и SFD-JC — 0,5–3 мВ/В. Датчики Sierra обычно 2 или 3 мВ/В — это видно в паспорте и в названии исполнения.

Проверка: подойдут ли датчики к усилителю

Сопротивление параллельных мостов R/n; ток питания = Uпит / (R/n). Сигнал на Max = РКП × Uпит × Max / (n × НПИ) — при равномерной нагрузке одинаковых датчиков.

Какой выход выбрать: ток или напряжение

Выход определяется исполнением. У FD-5 тип выхода и диапазон указывают при заказе: ток 4–20 или 0–10 мА, напряжение 0–5 или 1–5 В. Выхода 0–10 В у FD-5 по руководству нет. У SFD-3P есть отдельные клеммы для тока (Io) и напряжения (Vo), у SFD-JC — MA и V0. Как переключить SFD между 0–5 и 0–10 В, в паспорте не описано — уточните у менеджера Sierra. У FD-3 выход задан исполнением.

СигналГде естьПлюсыМинусы
4–20 мАFD-3 (А42), FD-5, SFD-3P, SFD-JCне боится сопротивления проводов, обрыв (0 мА) не путается с пустыми весамисопротивление петли ограничено: у FD-5 ≤ 500 Ом
0–10 мАFD-5токовый, как 4–20 мАноль = 0 мА: обрыв выглядит как пустые весы
0–10 ВFD-3 (V010), SFD-3P, SFD-JCпрямо в вход 0–10 В большинства ПЛКпадение напряжения на общем проводе прибавляется к сигналу; обрыв = 0 В
0–5 ВFD-3 (V05), FD-5, SFD-3P, SFD-JCдля входов 0–5 В, плат АЦПто же, что у 0–10 В, и шаг сигнала вдвое меньше
1–5 ВFD-5«живой ноль» 1 В, обрыв виденреже встречается во входах ПЛК

Почему на длинной линии ток лучше. Усилители FD-5 и SFD-3P подключаются по трёхпроводной схеме: «+» питания, общий провод и выход. По общему проводу течёт ток потребления усилителя вместе с током мостов. Если выход по напряжению, падение напряжения на этом проводе вычитается из сигнала, который видит ПЛК. Токовый выход этого не замечает: ток в петле одинаков по всей длине, пока сопротивление петли в пределах допустимого.

Сколько килограммов «съест» общий провод на выходе по напряжению

ΔU = I × ρ × L / S, ρ меди = 0,0175 Ом·мм²/м. 150 мА — наибольший ток FD-5 по руководству; реальный зависит от датчиков. Ток меняется с температурой и нагрузкой, поэтому такую ошибку нельзя один раз вычесть в ПЛК.

Если выход по напряжению нужен на длинной линии, проложите от клеммы общего провода усилителя отдельный провод к «минусу» аналогового входа ПЛК, а ток питания пустите по своей паре. У SFD-JC для этого есть отдельная клемма GND выхода. Гальванически ли она развязана от GND питания, в паспорте не сказано — уточните у менеджера Sierra.

Настройка нуля и диапазона

Если усилитель куплен вместе с датчиками, по руководству FD-5 изготовитель настраивает его на заводе: достаточно подключить систему. Если усилитель покупают отдельно, ноль и диапазон выставляют на месте, на собранных весах. Порядок одинаковый у всех трёх приборов.

  1. Подключите провода по схеме и назначению клемм: датчики — к E±/S± (у FD-5 — к X1–X4), выход — к входу ПЛК, экран — к SHD или SHIE.
  2. Подключите блок питания к усилителю (FD-5 — 15 или 24 В, SFD — 18–26 В) и проверьте напряжение E+/E− на датчиках.
  3. Если датчиков несколько и это FD-5 — сбалансируйте их потенциометрами RP3–RP6.
  4. Без груза выставьте нижнюю границу выхода (4 мА, 0 или 1 В) потенциометром нуля: RP1 у FD-5, ZERO у SFD-JC.
  5. Нагрузите весы до Max и выставьте верхнюю границу (20 мА, 5 или 10 В) потенциометром диапазона: RP2 у FD-5, SPAN у SFD-JC.
  6. Снимите груз и проверьте ноль. Повторите шаги 4–5 два-три раза, проверьте промежуточные грузы.
  7. Отключите питание и зафиксируйте регулировочные винты воском, лаком или герметиком.
Ноль и диапазон влияют друг на друга. В руководстве FD-5 прямо сказано: подстройка полной нагрузки может сдвинуть начальный выход. Поэтому шаги «ноль → полная нагрузка» повторяют, пока обе точки не встанут на место. Паспорта SFD советуют повторить калибровку 2–3 раза, можно с промежуточными грузами.
Тренажёр: выставьте 4,00 мА без груза и 20,00 мА с полной нагрузкой

Модель: I = 4 + 16 × g × (x + e + z), где x — нагрузка в долях от полной (0 или 1), e — начальный разбаланс моста, z — поправка RP1, g — усиление RP2. Поправка нуля проходит через усиление, поэтому RP2 сдвигает и ноль.

Чем нагружать

  • Гири или груз известной массы — лучший вариант: настройка учитывает механику весов. Груз — как можно ближе к Max, затем проверка на промежуточных точках.
  • Симулятор тензодатчика XY1-235 подключают вместо датчиков: он подаёт сигнал моста заданной величины. Так проверяют сам усилитель и настраивают его без груза, но механику весов симулятор не учитывает.
  • Расчётная настройка без груза — неточна: разброс РКП датчиков и монтаж дают ошибку. Окончательно проверяйте грузом. Подробнее — в статье «Калибровка весов».
XY1-235 · симулятор тензодатчика
имитирует сигнал моста: настройка усилителя без гирь (карточка)
Исполнения:
XY1-235
от 14 850 ₽ с НДС

После настройки паспорта SFD советуют залить регулировочные винты воском, лаком или герметиком, чтобы вибрация не сбила настройку.

Балансировка датчиков в FD-5 (RP3–RP6)

Когда к FD-5 подключено несколько датчиков, груз в разных углах платформы может давать разный сигнал: датчики отличаются по чувствительности. У каждого клеммника X1–X4 свой потенциометр баланса: RP3 — X1, RP4 — X2, RP5 — X3, RP6 — X4. Руководство описывает порядок так:

  1. Нагрузите каждый датчик по очереди одним и тем же грузом и запишите выход.
  2. Посчитайте среднее — это опорное значение.
  3. Снова нагружайте датчики по одному и потенциометрами RP3–RP6 подгоняйте выход каждого к опорному.
  4. Повторите шаги 1–3: потенциометры влияют друг на друга. Закончите, когда все датчики дают опорное значение.
  5. Только после балансировки выставляйте ноль (RP1) и диапазон (RP2).
Тренажёр балансировки: груз по очереди на каждый угол

В тренажёре датчики отличаются по чувствительности на +0,8 %, −0,5 %, +0,3 % и −0,6 %; один шаг потенциометра — 0,1 %. Опорное значение — среднее выходов четырёх датчиков. Как то же делают в отдельной соединительной коробке — в статье «Сумматор тензодатчиков».

Подключение к аналоговому входу ПЛК

Схемы токовой петли называют по числу проводов от прибора.

  • Двухпроводная. Прибор питается от самой петли: ПЛК или блок питания подаёт напряжение, а прибор только регулирует ток. Так работают, например, многие датчики давления. У FD-3, FD-5 и SFD такой схемы в документах нет: питание у них подаётся на отдельные клеммы.
  • Трёхпроводная. «+» питания, общий провод и выход; общий провод один на питание и сигнал. Так подключаются FD-5 (IN+, GND, OUT+) и SFD-3P (24V, 0V, Io или Vo).
  • Четырёхпроводная. Питание и сигнал идут по разным парам. У SFD-JC есть отдельные клеммы GND для питания и для выхода. Есть ли между ними развязка, в паспорте не сказано.

Значит, вход ПЛК должен быть настроен под активный источник тока («4-проводный датчик» в терминах многих модулей). Канал, который сам подаёт питание в петлю (вход для «2-проводных датчиков»), включать с выходом FD нельзя: на выходе усилителя окажется чужое напряжение. Как переключить канал, сказано в руководстве на модуль ПЛК.

Схема подключения

Сопротивление нагрузки токовой петли

Ток 20 мА должен «продавиться» через входное сопротивление ПЛК и провода. Для FD-5 руководство и карточка дают предел: не больше 500 Ом на токовом выходе. Для выхода по напряжению, наоборот, вход ПЛК должен быть не меньше 500 Ом. У SFD-3P, SFD-JC и FD-3 предел нагрузки в документах не указан — уточните у менеджера Sierra. Типичный токовый вход ПЛК — шунт 250 Ом или меньше, уточните его по руководству модуля.

Rпетли = Rвх + Rпрочее + 2 × ρ × L / S (провод туда и обратно), ρ меди = 0,0175 Ом·мм²/м. Напряжение на нагрузке при 20 мА — U = 0,02 × Rпетли. Для двухпроводных приборов часто встречается формула R ≤ (Uпит − Uмин) / 0,02 А. К FD-5 её не применяют: в руководстве дан готовый предел 500 Ом.

Пересчёт мА и вольт в килограммы

Сигнал усилителя линеен: нижняя граница — пустые весы, верхняя — вес Max, на который настроен диапазон. Для 4–20 мА: W = (I − 4) / 16 × Max, обратно — I = 4 + 16 × W / Max. Для 0–10 В: W = U / 10 × Max.

Калькулятор: сигнал ↔ вес

Калибровка в ПЛК по двум точкам

Потенциометры редко выставляют ровно 4,00 и 20,00 мА. Остаток ошибки проще убрать в ПЛК: записать код АЦП на пустых весах и с грузом известной массы и считать вес по прямой через эти две точки. Тогда ПЛК не зависит от точной настройки нуля и диапазона, а также от того, какое число модуль выдаёт на 4 и 20 мА. О разрядности АЦП ПЛК и шуме — в статье 35104.

W = W1 × (C − C0) / (C1 − C0). Пример: у модулей Siemens S7 диапазону 4–20 мА соответствуют коды 0…27 648, а у модулей с полным диапазоном 0–20 мА 4 мА попадают на 5530. Грузите как можно ближе к Max: чем дальше точки друг от друга, тем меньше ошибка коэффициента.

Шум, земля и экран

  • Усилитель — ближе к датчикам. Милливольтовый сигнал моста идёт по короткому кабелю, а длинная трасса — уже токовая. FD-3 по карточке монтируется прямо на кабеле.
  • Экран. Экран кабеля датчика подключают к SHD (у SFD-3P и SFD-JC), экран выходного кабеля FD-5 — к SHIE на X5. Второй конец экрана обычно оставляют свободным: экран, заземлённый с двух сторон, образует контур, по которому течёт уравнительный ток. Общие правила прокладки — в статье «Кабель для тензодатчиков».
  • Отдельно от силовых кабелей. Сигнальные кабели не укладывают в один лоток с силовыми линиями двигателей и частотных преобразователей и пересекают их под прямым углом.
  • Одна точка общего провода. «Минус» блока питания усилителя и общий провод аналогового входа ПЛК соединяют в одной точке. Если у ПЛК и усилителя разные блоки питания, их «минусы» соединяют одним проводом, иначе сигнал «плывёт» на разность потенциалов.
  • Лишние жилы. Руководство FD-5 требует изолировать и закрепить лишние жилы кабеля: замыкание, особенно E+ на E−, повреждает усилитель.
  • Среда. По руководству FD-5 ставят без ударов и вибрации, вдали от агрессивных газов; он не рассчитан на очень влажную среду. Для сырых мест у SFD-3P и SFD-JC — IP67 по паспорту.

Если показания в ПЛК дрожат, включите в модуле цифровой фильтр или усреднение по нескольким измерениям. Сначала проверьте экран и общий провод: фильтр скрывает помеху, но не убирает её причину.

Поиск неисправностей

Первое — измерить ток или напряжение на выходе мультиметром. Ток измеряют в разрыве петли, напряжение — между выходом и общим проводом. Затем проверяют питание датчиков: напряжение между E+ и E− каждого датчика (у FD-5 — около 12 В, у SFD — около 5 В по документам), и сигнал между S+ и S−. Как проверить сам датчик — в статьях «Проверка тензодатчика мультиметром» и «Как проверить тензодатчик».

Что значит ток на выходе

Для выхода 4–20 мА. Границы «чуть ниже 4» и «чуть выше 20» — ориентир; как ведёт себя выход FD за пределами 4–20 мА, в документах не описано.

Симптом → что проверить

По таблице неисправностей руководства FD-5 и практике подключения. Если неисправна плата, руководство предлагает отправить прибор в ремонт. Обратитесь к менеджеру Sierra.

Когда нужен не нормирующий усилитель

  • Нужен цифровой вес в ПЛК, несколько весов на одной линии, нет второй оцифровки — весовой АЦП с Modbus, например SMB101. Он сам хранит калибровку и отдаёт вес по RS-485, Ethernet или Wi-Fi.
  • Нужен вес на месте, реле дозирования, высокая скорость — CAS WTM-500 (АЦП с индикацией, RS-485 Modbus RTU и аналоговым выходом по карточке) или весовой индикатор с аналоговым выходом.
  • Свои весы на микроконтроллере — модуль HX711: «Тензодатчик и Arduino».
SMB101 · весовой АЦП Modbus
для сравнения: цифровой выход RS-485/Ethernet/Wi-Fi вместо 4–20 мА (карточка)
Весовой АЦП SMB101 с выходом Modbus
Исполнения:
SMB101CX-ETHSMB101CX-RS485/RS232SMB101CX-WIFISMB101CX2SMB101DSMB101T2_CH4SMB101T2_CH8
от 3 300 ₽ с НДС

Чек-лист перед пуском

Проверьте себя

Частые вопросы

Что такое нормирующий усилитель для тензодатчика?

Это прибор, который питает мост тензодатчиков, усиливает их милливольтовый сигнал и выдаёт стандартный аналоговый сигнал — 4–20 мА, 0–10 В или другой — пропорционально весу. Вес из этого сигнала вычисляет ПЛК. В каталоге Sierra — FD-3 (с исполнениями SFD-3P и SFD-JC) и Zemic FD-5.

Чем FD-5 отличается от FD-3?

К FD-5 можно подключить напрямую до четырёх датчиков: у него четыре клеммника X1–X4 и потенциометры балансировки RP3–RP6, то есть это сумматор и усилитель в одном корпусе. FD-3 одноканальный: несколько датчиков подключают через соединительную коробку. У FD-5 выход — 4–20 или 0–10 мА, 0–5 или 1–5 В; у FD-3 — 4–20 мА или напряжение по исполнению.

Есть ли у FD-5 выход 0–10 В?

По руководству FD-5 — нет: ток 4–20 или 0–10 мА, напряжение 0–5 или 1–5 В, тип выхода указывают при заказе. Выход 0–10 В есть у SFD-3P, SFD-JC и исполнения FD-3-24V010.

Как пересчитать 4–20 мА в килограммы?

W = (I − 4) / 16 × Max, где Max — вес, на который настроен верх диапазона. Например, при Max 1000 кг ток 12 мА соответствует 500 кг, а 7,2 мА — 200 кг. Обратно: I = 4 + 16 × W / Max.

Какое сопротивление нагрузки допускает FD-5?

По руководству и карточке — не больше 500 Ом на токовом выходе и не меньше 500 Ом на выходе по напряжению. В сопротивление петли входят шунт входа ПЛК и провода туда и обратно: 100 м жилы 0,5 мм² — это около 7 Ом.

Можно ли подключить FD-5 к входу ПЛК для двухпроводных датчиков?

Нет. FD-5 и SFD питаются от отдельного источника и сами формируют ток, то есть являются активным источником. Канал ПЛК нужно перевести в режим для четырёхпроводных (активных) датчиков, иначе на выход усилителя попадёт питание петли.

Как настроить ноль и диапазон FD-5?

Сначала, если датчиков несколько, сбалансируйте их потенциометрами RP3–RP6. Затем на пустых весах выставьте начальный выход потенциометром RP1, нагрузите весы полностью и выставьте верхний выход потенциометром RP2. Повторяйте, пока обе точки не встанут на место: регулировки влияют друг на друга.

Почему выход усилителя плавает?

Чаще всего из-за наводок и общего провода: экран не подключён или заземлён с двух сторон, сигнальный кабель лежит рядом с силовым, «минусы» блока питания и ПЛК не соединены. На выходе по напряжению к сигналу прибавляется падение на общем проводе. Ещё причины — влага в датчике или коробке и неисправный датчик.

Словарь

Нормирующий усилитель (преобразователь сигнала)
Прибор, который превращает милливольтовый сигнал моста в стандартный аналоговый сигнал 4–20 мА или 0–10 В.
Токовая петля 4–20 мА
Передача сигнала током: 4 мА — ноль, 20 мА — верх диапазона. Ток одинаков по всей петле и не зависит от сопротивления проводов в допустимых пределах.
Активный и пассивный выход
Активный выход сам создаёт ток от своего питания (FD-5, SFD). Пассивный (двухпроводный) прибор только регулирует ток, а питание петли даёт ПЛК или внешний блок.
Нагрузка петли
Сумма сопротивлений в токовой петле: вход ПЛК, провода, барьеры, индикаторы.
Ноль (Zero, RP1)
Регулировка выхода без груза.
Диапазон (Span, усиление, RP2)
Регулировка выхода при полной нагрузке.
Балансировка (RP3–RP6)
Выравнивание вклада датчиков X1–X4 в FD-5, чтобы груз в любом углу давал одинаковый сигнал.
E+, E− (EXC)
Питание (возбуждение) моста датчика.
S+, S− (SIG)
Сигнал моста датчика.
SHD, SHIE
Клемма экрана кабеля.
РКП
Рабочий коэффициент передачи датчика, мВ на 1 В питания при номинальной нагрузке.
FS
Full scale — полная шкала выхода; точность 0,1 % FS на 4–20 мА — это 0,016 мА.

Источники

  • FD-5 Transmitter User's Manual (Zhonghang Electronic Measuring Instruments): характеристики, рис. 1 «клеммы и потенциометры», рис. 2 «схема системы», порядок настройки, таблица неисправностей.
  • Паспорт Sierra «Усилитель тензометрический SFD-3P-24А42,V05,V010»: характеристики, габариты, порядок подключения, назначение клемм.
  • Паспорт Sierra «Усилитель тензометрический SFD-JC»: характеристики, габариты, порядок подключения, рисунок платы.
  • Карточки каталога sierra.market, раздел «Усилители сигнала (АЦП)»: FD-3, Zemic FD-5, SMB101, CAS WTM, XY1-235 (октябрь 2026).
  • Паспорта тензодатчиков Sierra — цвета проводов кабеля.
  • Электротехника, справочно: удельное сопротивление меди 0,0175 Ом·мм²/м, закон Ома для токовой петли.

Читайте также

Подберём усилитель под ваш ПЛК

Напишите, сколько датчиков и какие (модель, мВ/В, сопротивление), какой аналоговый вход у ПЛК, какое питание в шкафу и где будет стоять усилитель. Менеджер Sierra подскажет исполнение и настроит его вместе с датчиками.

Усилители сигнала (АЦП)
Читайте также