Modul transmitter suhu

Sebuah modul transmitter suhu mengambil sinyal mentah dari sebuah RTD atau sebuah termokopel dan mengubahnya menjadi sinyal gelung standar yang dapat dibaca oleh bagian sistem kontrol lainnya. Modul ini ada karena kedua keluarga sensor tersebut menghasilkan sinyal yang tidak dapat dipakai secara langsung oleh sebuah kartu masukan PLC, sebuah perekam, atau sebuah indikator panel: sebuah RTD mengembalikan suatu resistansi kecil yang bergantung pada panjang kabel, dan sebuah termokopel mengembalikan beberapa puluh milivolt yang bergantung pada suhu terminalnya sebanyak pada suhu yang diukur. Pengkondisian sinyal itu di sensor, dan bukan di ujung jauh dari sebuah kabel yang panjang, itulah gunanya modul ini.

Modul pada halaman ini adalah sebuah rancangan dua kawat pada sebuah catu 24 V DC, dengan keluaran 4-20 mA sebagai standar dan sebuah versi 0-10 V pada housing yang sama. Masukannya mencakup elemen-elemen resistansi platinum dan tembaga yang umum serta delapan jenis termokopel, dengan jenis tungsten-rhenium dan Pt1000 tersedia berdasarkan pesanan, dan angka akurasi yang dinyatakan dalam materi adalah 0,2 %FS. Dasarnya berukuran 44×40 mm dengan sebuah blok terminal berjarak antarterminal 8 mm, dua potensiometer penyetelan, dan sekrup pemasangan M3×5, dan housingnya adalah nylon tahan api PA66.

Karena jenis masukan adalah suatu konfigurasi dan bukan suatu instrumen yang terpisah, satu jenis modul melayani rentang suhu proses yang lebar: housing yang sama mencakup sebuah Pt100 pada -200 °C dan sebuah termokopel tipe B pada 1.800 °C, yang berbeda pada masukan yang ditetapkan saat pemesanan dan pada rentang keluaran yang ditetapkan padanya.

Cara kerja transmitter suhu

Rantai pengukuran dimulai dari elemen. Suatu elemen resistansi dibaca dengan mengalirkan sebuah arus eksitasi kecil melaluinya dan mengukur tegangan yang dihasilkan; materi memberikan arus itu sebagai 0,2 mA, yang cukup rendah sehingga pemanasan sendiri pada elemen tetap kecil. Sebuah termokopel dibaca sebagai suatu tegangan, dan karena tegangan itu dibangkitkan antara sambungan panas dan terminal tempat kabel-kabel mendarat, suhu terminal harus diketahui dan dikompensasi. Kompensasi itulah alasan mengapa sebuah termokopel disambungkan ke sebuah transmitter dengan kabel termokopel yang benar dan bukan dengan tembaga: sambungan tembaga memperkenalkan tegangan mereka sendiri di titik tempat kabel termokopel berakhir.

Sinyalnya lalu di-linearisasi dan diskalakan. Sebuah RTD mengikuti suatu kurva yang diterbitkan dan sebuah termokopel mengikuti suatu polinomial untuk tipenya, dan bagian depan memisahkan sinyal masukannya cukup halus sehingga linearisasi bukan kesalahan yang membatasi: materi yang disediakan menyatakan sebuah konverter sigma-delta 24 bit, yang merupakan jauh lebih banyak resolusi daripada yang dibutuhkan angka akurasi 0,2 %FS. Resolusi dan akurasi adalah dua besaran yang berbeda, dan justru angka akurasi, bersama koefisien suhu, yang menggambarkan apa yang benar-benar diberikan modul.

Tahap keluaran menggerakkan sebuah gelung arus. Dalam suatu susunan dua kawat, sepasang kabel yang sama membawa catu daya maupun sinyal, dan arus yang ditarik modul itulah pengukurannya, sehingga modul harus bekerja pada tegangan yang tersisa setelah resistansi gelung mengambil bagiannya. Itulah sebabnya beban dan catu saling terkait: sebuah beban 250 Ω atau 500 Ω ditambah resistansi kabel adalah yang harus didorong catu 24 V DC itu, dan materi menyatakan suatu batas pada resistansi kabel untuk alasan itu dan bukan sebagai suatu rekomendasi kabel.

Dua potensiometer berada pada modul untuk nol dan rentang. Keduanya ada karena transmitter adalah titik dalam gelung tempat rakitan yang terpasang dapat disetel: toleransi elemen, resistansi kabel, dan resistor gelung sama-sama bermuara pada satu geseran dan satu kesalahan penguatan, dan keduanya dapat dikoreksi pada modul terhadap sebuah termometer acuan.

Cara memilih transmitter yang tepat

Mulailah dari sensornya, karena jenis masukan itu tetap bagi modul. Sebuah Pt100 adalah pilihan yang biasa ketika suhunya harus dapat dipertanggungjawabkan dan tetap berada dalam rentangnya; sebuah termokopel mengambil alih ketika suhunya cukup tinggi atau titiknya cukup kecil sehingga suatu elemen resistansi menjadi tidak praktis. Materi mencantumkan Pt100, Cu50, Cu100, dan Pt1000 di sisi resistansi, dan tipe B, E, J, K, N, R, S, dan T ditambah WRe3-25 dan WRe5-26 di sisi termokopel.

Lalu rentang keluarannya, yang merupakan keputusan yang paling memengaruhi nilai baca pada praktiknya. Gelung 4-20 mA membawa suatu rentang arus yang tetap, dan rentang yang ditetapkan padanya menentukan seberapa banyak suhu yang diwakili setiap miliampere. Menetapkan suatu rentang yang sempit di sekitar rentang kerja memberikan suatu nilai baca yang lebih halus pada rentang itu, tetapi apa pun di luarnya terpotong. Materi mencantumkan rentang-rentang yang dapat ditetapkan dari -20-60 °C sampai 0-600 °C dalam langkah yang diberikan pada tabel pemilihan, dan suatu tanda 0-100 °C muncul pada versi 0-10 V.

Lalu gelung itu sendiri. Catunya adalah 24 V DC dan bebannya dinyatakan sebagai 250 Ω atau 500 Ω, dengan suatu batas resistansi kabel yang harus dihormati. Ketika jalurnya panjang, atau instrumen penerima menyajikan suatu beban yang lebih berat, tegangan yang tersedia di modul adalah yang membatasi susunan itu, dan materi menawarkan suatu konstruksi berdasarkan pesanan ketika resistansi kabel pada suatu jalur Pt100 melebihi 35 Ω.

Lalu lingkungan dan pemasangannya. Materi memberikan suatu rentang operasi -30 sampai 80 °C dalam tabel parameter tetapi menggambarkan -20 sampai +60 °C sebagai rentang kerja yang biasa, dan juga mencantumkan suatu rentang pengangkutan dan penyimpanan -40 sampai 120 °C. Housingnya adalah suatu dasar 44×40 mm dengan sekrup M3×5, yang cocok untuk sebuah panel atau sebuah penutup di lapangan dan bukan untuk sebuah dinding.

Terakhir probe pasangannya. Materi mendokumentasikan probe yang dikirim bersama modul, termasuk suatu Pt100 bergulung φ4×30 mm pada sebuah kabel tahan air 0,5 m, suatu Pt100 mendatar 7,5×20×3,6 mm, suatu versi tahan air berulir pada kabel 1,5 m dengan ulir M6×1, dan suatu versi suhu tinggi pada ulir M12×1 yang berperingkat sampai 420 °C. Isolasi kabelnya tidak sama di antara pilihan-pilihan itu, dan hanya kabel jalinan baja tahan karat yang membawa peringkat suhu tinggi.

Keterbatasan dan hal yang perlu dikonfirmasi

Klaim akurasi membutuhkan suatu acuan supaya bermakna. 0,2 %FS adalah suatu persentase dari rentang yang ditetapkan dan bukan dari suhu yang diukur, sehingga suatu rentang 0-600 °C dan suatu rentang 0-50 °C menghasilkan galat mutlak yang cukup berbeda dari angka yang sama. Materi tidak menyatakan suatu standar acuan di baliknya, sehingga angka itu harus dibaca sebagai spesifikasi pemasok dan dikonfirmasi terhadap sebuah sertifikat ketika aplikasinya bergantung padanya.

Dua angka koefisien suhu tidak direkonsiliasi. Suatu angka umum ≤25 ppm/°C FS dan suatu angka khusus Pt100 ≤250 ppm/K FS pada suatu rentang 100 °C berbeda satu orde besaran, dan materi tidak mengatakan masukan mana yang dicakup angka umum itu. Ketika modul beroperasi jauh dari suhu kalibrasinya, celah itu lebih penting daripada angka akurasinya, dan sampai celah itu diselesaikan, angka yang lebih lebar adalah yang aman untuk diandaikan.

Beberapa batas dalam materi perlu dibaca dengan teliti. Batas resistansi kabel diberikan sebagai di bawah 80 Ω baik untuk suatu beban 500 Ω maupun untuk suatu beban 250 Ω, yang tidak lazim: resistansi kabel yang diizinkan biasanya turun ketika beban naik, karena keduanya menghabiskan tegangan gelung yang sama. Angka itu telah ditandai dan bukan diterbitkan sebagai dua batas terverifikasi yang terpisah. Batas arus keluaran 20,3 mA juga merupakan suatu angka saturasi, dan bukan suatu titik operasi.

Beberapa parameter yang biasanya dinyatakan suatu spesifikasi tidak ada: perlindungan masuk, batas kelembapan, tegangan isolasi antara masukan dan keluaran, dan stabilitas jangka panjang. Keempatnya muncul pada halaman ini sebagai informasi diperlukan dan bukan sebagai suatu perkiraan. Materi juga menyatakan bahwa komponennya adalah impor tanpa menyebutkan suatu tingkatan atau suatu asal, yang tidak diterbitkan di sini karena tidak dapat dibuktikan dari dokumen yang disediakan.

Dua hal praktis tentang rakitan tersebut. Materi menyatakan bahwa probe pasangannya dirakit secara manual dan dapat membawa variasi pengukuran, sehingga probe dan transmitter yang berpasangan harus diperlakukan sebagai suatu rakitan yang disetel dan bukan sebagai dua bagian yang saling dipertukarkan secara independen. Dan produk ini tidak membawa suatu penamaan model dalam dokumen yang disediakan: identitas pada housing adalah suatu label konfigurasi, sehingga suatu pesanan harus menyatakan jenis masukan, bentuk keluaran, dan rentang yang ditetapkan, dan bukan suatu kode.