温度トランスミッタは、温度センサの信号を、制御システムの他の部分が読み取れる標準出力に変換します。どちらのセンサ方式も、制御システムが直接取り込める信号を作らないために存在しています。抵抗素子は小さな抵抗を返しますが、その値は測定対象の温度に加えてリード線の長さにも依存し、熱電対は数十マイクロボルトを返しますが、その値は測定対象の温度に加えて端子の温度にも依存します。
トランスミッタの装着場所は 2 か所あり、関連する理由も 2 つあります。1 つは電気的な理由です。信号が移動する前にセンサで変換すれば、マイクロボルトやミリオームの信号が機械の上やケーブルラックに沿って拾う妨害がなくなり、そうでなければ読み取りの内側に乗ってしまうリード抵抗の誤差も消えます。もう 1 つは組織的な理由です。4-20 mA ループであれば、記録計、PLC 入力カード、パネル表示器、SCADA システムのいずれでも、後ろにどのセンサがあるかを知ることなく読み取れ、ループは計器で試験できます。
トランスミッタの幅が広いのは、これらの理由が費用の水準を変えて満たされるためです。センサの端子ヘッドに装着するパック、パネル用の DIN レールモジュール、過酷な環境用のフィールドハウジング、複数のチャンネルを持つレール取付の絶縁変換器は、いずれも同じ仕事を、取付・絶縁・チャンネル密度を変えて行います。入力は通常、固定ではなく設定可能なので、注文時または現場で入力を設定すれば、同じモジュールで幅広いセンサ種別をカバーできます。
購入者はどちらの側からトランスミッタにもたどり着きます。センサ側からは、長い配線やノイズの多い環境への解答です。システム側からは、既存の PLC 入力カードで温度を読み取らせるアダプタであり、その場合はセンサではなく、出力方式、絶縁、負荷を決めることになります。
測定チェーンは素子から始まります。抵抗素子は、小さな励起電流を流してその結果生じる電圧を測定することで読み取ります。電流は低く抑えます。素子内部で消費される電力が、素子温度を問題になるほど上げないためです。熱電対は電圧として読み取ります。その電圧は測定接点と、線が接続される端子とのあいだで生じるため、その端子の温度を測定して補償する必要があります。
次に、信号は線形化され、スケーリングされます。RTD は公表されている曲線に従い、熱電対は記号型式ごとの多項式に従い、トランスミッタが、さもなければ受信側の機器が処理しなければならない線形化を引き受けます。フロントエンドの分解能とトランスミッタの精度は別の量です。精度の数値よりはるかに大きな分解能を持つ変換器は普通で、分解能は規定精度に一致させるのではなく、制約にならないものでなければならないためです。
出力段は電流ループを駆動します。2 線式の構成では、同じ 2 本の導体が電源と信号を運び、トランスミッタが引き込む電流そのものが測定値になるため、ループ抵抗が分担した後に残る電圧だけで動作しなければなりません。したがってループの予算は現実的な制約です。電源電圧、トランスミッタ自身の最小動作電圧、受信側の抵抗、ケーブル抵抗がすべて合計され、トランスミッタが 20 mA に到達できなくなる点が、構成が動作しなくなる点です。負荷と電源がトランスミッタで同時に表記される理由、および負荷が重くなると許容される配線長が短くなる理由もこれです。
さらに 2 つのポイントが、設置が正しく測定するかどうかを決めます。1 つ目は基準接点の位置です。センサヘッドに装着したトランスミッタは端子のそばで自身補償を行い、パネルに装着したものは補償線がそこに到達することに頼ります。2 つ目は絶縁です。センサが接地された金属に触れる場合、または複数のチャンネルを 1 枚のカードで読み取る場合は、入力を出力から分離するトランスミッタまたは絶縁変換器が、ループが接続されるべきでない点のあいだの経路を運ぶのを防ぎます。
仕様のほとんどは、精度等級ではなくこれらの判断で決まります。一つが次を制約するため、順番に決めていきます。
| 決定事項 | 確定が必要な選択肢 | 決定対象 |
|---|---|---|
| 入力形式 | 抵抗素子の型式と熱電対の記号型式。通常はハードウェアではなく設定で選びます | モジュールが読み取れるセンサ。入力は使用中のセンサに一致する必要があります。一方の方式に設定したモジュールは、もう一方のセンサからもっともらしい誤った値を報告します。 |
| 入力回路 | 抵抗素子は 2 線、3 線、4 線。熱電対は熱電対線を直結 | 読み取りの内側にどれだけリード抵抗が残るか。抵抗素子では、2 線接続はリードを素子に加算し、一定のオフセットとして現れます。3 線接続は等しいリードを打ち消します。 |
| 出力方式 | 2 線式の 4-20 mA、3 線式の電圧出力、または 4 線式のループ電源方式もしくは別電源方式 | 受信側の機器が受け付けられる出力と、設置に必要な導体の本数。2 線式がプロセスで通常の回答であり、多くの入力カードが期待する形です。 |
| 取付 | センサヘッド用パック、DIN レールモジュール、ケーブル入口を持つフィールドハウジング、複数チャンネルの絶縁変換器ストリップ | 変換がどこで起こるか、つまり基準接点と妨害がどこにあるか。ヘッド取付のトランスミッタは小信号経路を短くし、レールモジュールはチャンネルをパネルに集約します。 |
| 絶縁 | 無し、入出力間、または入力・出力・電源のすべてを分離 | センサ回路と制御回路のあいだに経路が存在するかどうか。ガルバニック絶縁が、浮いているセンサを読み取れるようにし、複数のチャンネルが互いに妨害し合うのを止めます。 |
| 割り当てスパン | 出力に割り当てる温度範囲。注文時に設定し、通常は調整可能 | 使用範囲で得られる分解能と、その外側で起こること。狭いスパンは細かく分解し、早くクリップします。広いスパンはクリップしませんが、粗く分解します。 |
| 選択要素 | 決めておくこと | それが答えを決める理由 |
|---|---|---|
| 使用中のセンサ | 素子型式と接続を明記します。3 線式の Pt100、2 線の Pt1000、K 型熱電対などです。 | 入力の設定も配線本数も、それから導かれます。これを誤ると、値は近いが正しくないという、最も一般的な原因になります。 |
| ループの予算 | 受信側の抵抗、ケーブル抵抗、トランスミッタの最小動作電圧を足し、電源が依然として 20 mA を駆動できるかを確認します。 | 2 線式のトランスミッタが動くかどうかを決める計算です。受信側の抵抗が重い、または配線が長いと構成が電源の範囲外になり、症状は範囲の上限で読み取りが上昇しなくなることを示します。 |
| 割り当てスパン | スパンはセンサの全範囲ではなく、工程の使用範囲に設定します。 | 出力の分解能はスパンにわたって広がるため、狭いスパンはその中でより細かく分解します。代償は、スパンの外側がもはや表現されず、飽和値を実際の測定値と区別できる必要があることです。 |
| 変換が行われる場所 | ヘッド取付のトランスミッタか、パネルまたはレールモジュールかを決定します。 | ヘッド取付型は端子で補償を行い、小信号が移動する経路を短くします。レールモジュールは 1 か所に多数のチャンネルを集める用途と、既存の補償線の配線に向きます。 |
| 絶縁の要否 | センサが接地された金属に触れるか、複数のチャンネルが同じ入力カードを共有するかを確かめます。 | 絶縁は、そうでなければループを介して接続してしまう回路を分離するものです。プローブを容器や機械に溶接している場合は、通常は省略できません。 |
| 環境 | 取付位置の周囲温度、湿度、およびその場所が区域区分されるか洗浄があるかを明記します。 | ヘッド取付のトランスミッタは高温側にあり、ヘッドを通じて工程温度の影響を受けます。パネル形はパネルの影響を受けます。どちらも、自身が担うセンサの限度より低い限度を持ちます。 |
温度トランスミッタ のお問い合わせが、実際にはどのタイプにあたるのか、そして選定がどこで決まるのかをまとめています。
| 近似する代替機種 | 温度トランスミッタとの違い |
|---|---|
| 測温抵抗体式温度センサ | 測定を実行します。トランスミッタは自身の検知素子を持たないため、2 つは通常いっしょに指定されます。センサが測定範囲と精度を決め、トランスミッタは信号が到着したときにどのような形かを決めます。 |
| 熱電対 | トランスミッタが読み取る電圧を発生します。信号が小さく基準接点を扱わなければならないため、最もトランスミッタを必要とするセンサです。配線が短く計器が近い場合は、熱電対を直結し、トランスミッタは装着しません。 |
| 測温抵抗体 | 裸の抵抗素子で、リード線付き部品として供給されます。完成したプローブと同じ関係にあり、トランスミッタがそれを読み取り、素子が接続ヘッド無しで供給される場合は、トランスミッタは通常そこから離れた場所に取り付けます。 |
| 温度表示器 | 値を変換するのではなく表示します。表示器はループ信号またはセンサ信号を受けて表示し、トランスミッタは表示器が読み取るループ信号を作ります。多くのパネル計器は 2 つの役割を兼ねます。 |
| 温度スイッチ | 連続した値ではなく設定値で接点を出し、測定ではなくインターロックのために選ばれます。読み取りとトリップの両方が必要な場合は、読み取りはトランスミッタから得て、トリップは別の機能になります。 |
| 温度調節計 | センサを読み取り、ヒータまたは冷却器を設定値に向けて駆動します。調節計は通常センサを直接取り込むため、配線が長い、または信号を共有する必要があるときだけ、その前にトランスミッタを追加します。 |
トランスミッタは最後に選ばれ、最初の回答に見積りを出せるようにするのはそれです。センサ、ループ負荷、電源、取付位置を明記すれば、あとはそれに続きます。
お問い合わせにこれらの内容が含まれていれば、最初の返信は質問集ではなく見積りになります。数値が不明な場合は、用途の説明をお送りいただければ、そこから必要な条件を確認します。
公開中の製品
温度トランスミッタ
測温抵抗体と熱電対の入力に対応する 2 線式の温度トランスミッタモジュール。センサ信号を 24 VDC から 4-20 mA または 0-10 V に変換し、精度は 0.2 %FS、ゼロとスパンのポテンショメータを備える。
よくあるご質問
通常は不要です。数メートル先のパネル計器に 3 線または 4 線で配線した Pt100 は問題なく動作し、基準接点補償を持つ計器に適合する補償線で配線した熱電対も同様です。トランスミッタがその役割を得るのは、配線が長い場合、センサと計器のあいだが電気的にノイズの多い環境の場合、信号を複数の機器で共有する必要がある場合、または補償線用のケーブル入口を持たない密閉アセンブリにしなければならない場合です。
ループの電圧が尽きている状態です。2 線式のトランスミッタは 20 mA を駆動するために自身にかかる最小電圧が必要で、電源はそれに受信側の抵抗とケーブルで落下する電圧を足した分をカバーしなければなりません。合計が電源を超えるとトランスミッタは飽和し、読み取りが工程に沿わなくなり、センサの故障と間違えやすくなります。対策は、電源を高くすること、受信側の抵抗を軽くすること、そのどちらもできなければ 4 線式のトランスミッタにすることです。
どちらも入力を出力から分離します。トランスミッタは測定変換も実行し、センサ信号を受けてスケーリングされたループ出力を作ります。絶縁変換器は一般に、ガルバニックな経路を切りつつ信号を変えずに通すもので、信号はすでに使える形だが回路を接続してはならない場所で使われます。
最新のトランスミッタの多くでは、入力はハードウェアの選択肢ではなく設定なので、ソフトウェアまたはモジュール上のスイッチで設定できます。それでもセンサに合うよう正しく設定する必要があり、センサが抵抗素子の場合は、設定が想定する線数が実際に設置された配線と一致していなければ、リード補償は意図された働きをしません。
小信号が移動する経路を短くすることが目的の場所で使い、それがトランスミッタを装着する通常の理由です。センサの接続ヘッド内に収まり、端子のそばで自身の基準接点補償を行い、ループ信号を先へ送ります。限度は自身の周囲温度定格で、ヘッドを伝わってくる工程温度によって決まり、一般にセンサの測定範囲よりかなり低くなります。
仕様をお送りいただければ、該当する型式、供給可能性、納期を確認します。最低注文数は 1 台 です。
見積依頼
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