1-5Vのスケーリングの計算式（250 Ω と 4-20mA・0-10V）

1-5V などの電圧の信号を、工業量に換算する式です。

電圧の信号の換算の式

東フロコーポレーションの「アナログ出力換算ツール」は、電圧の信号（1-5V・0-5V・1-10V・0-10V）を次の式で換算しています。

1-5V なら出力下限は 1 V、出力上限は 5 V で、（出力上限 − 出力下限）は 4 V です。0-10V なら 0 V と 10 V で、10 V です。4-20mA の式の「4」と「16」が、電圧の信号では出力下限とそのスパンに替わるだけで、形は同じです（4-20mA の換算式）。

計算例

1-5V で 0〜100 のレンジのとき 3 V で 50 になるのは、東フロコーポレーションのツールの入力例と同じです。1-5V の 3 V と 4-20mA の 12 mA は、どちらもレンジの 50 % です。

4-20mA を 250 Ω で受けると 1-5V

流体工業の技術資料は、4〜20 mA の電流出力に 250 Ω の抵抗を接続すると、1〜5 V の電圧を計測できる、としています。電圧は電流 × 抵抗なので、4 mA × 250 Ω ＝ 1 V、20 mA × 250 Ω ＝ 5 V です。

エム・システム技研の開平演算器 MS3513 の仕様書でも、電流入力（4〜20 mA）の入力抵抗は 250 Ω で、入力モニタ端子の信号レベルは「入力信号 × 受信抵抗」と書かれています。電流の信号を電圧で確かめるときは、この関係を使います。

PLC のアナログ入力のスケーリング

PLC や調節計で 4-20mA や 1-5V を受けて工業量に直すこと（スケーリング）も、式の形は同じです。信号の下限と上限を、その入力の範囲に置き換えて計算します。アナログ入力が信号を数値（ディジタル値）に変換して扱う機器では、その数値の範囲が機器ごとに違うので、取扱説明書で範囲を確かめてから、出力下限と出力上限をその数値にします。

このアプリでは、「詳しい設定」の信号の種類で 4-20mA・1-5V・0-5V・1-10V・0-10V を選べます。

出典

• 東フロコーポレーション「アナログ出力換算ツール」
• 流体工業「流量計測制御機器 技術資料 信号編4 流量計の出力信号」
• エム・システム技研「開平演算器 MS3513」仕様書