온도 트랜스미터 모듈

온도 트랜스미터 모듈은 RTD나 열전대의 원시 신호를 나머지 컨트롤 시스템이 읽을 수 있는 표준 루프 신호로 바꿉니다. 두 센서 계열이 내놓는 신호를 PLC 입력 카드나 기록계, 패널 지시계가 곧바로 쓸 수 없기 때문에 존재합니다. RTD는 리드 길이에 따라 달라지는 작은 저항을 돌려주고, 열전대는 측정 대상 온도만큼이나 단자 온도에 좌우되는 수십 밀리볼트를 돌려줍니다. 그 신호를 긴 케이블 끝이 아니라 센서 자리에서 다듬는 것이 이 모듈의 목적입니다.

이 페이지의 모듈은 24 VDC 전원의 2선식 설계이며, 표준 출력은 4-20 mA이고 같은 하우징에 0-10 V 버전이 있습니다. 입력은 일반적인 백금·구리 저항 소자와 열전대 여덟 가지를 커버하고, 텅스텐-레늄 형식과 Pt1000은 주문 사양으로 제공되며, 자료에 제시된 정확도 수치는 0.2 %FS입니다. 베이스는 44×40 mm에 8 mm 피치 단자대, 조정용 포텐셔미터 두 개, M3×5 장착 나사를 갖추고 있으며 하우징은 PA66 난연 나일론입니다.

입력 형식이 별도 계기가 아니라 구성 사양이므로, 한 가지 모듈이 넓은 공정 온도 대역을 담당합니다. 같은 하우징이 -200℃의 Pt100과 1800℃의 B형 열전대를 모두 커버하며, 차이는 주문 시 정하는 입력 세트와 지정 출력 스팬입니다.

온도 트랜스미터의 동작

측정 체인은 소자에서 시작합니다. 저항 소자는 작은 여기 전류를 흘려 그에 따른 전압을 재는 방식으로 읽으며, 자료는 그 전류를 0.2 mA로 제시합니다. 소자에서의 자기 발열이 작게 유지될 만큼 낮은 값입니다. 열전대는 전압으로 읽으며, 그 전압이 측온 접점과 전선이 닿는 단자 사이에서 생기므로 단자 온도를 알고 보정해야 합니다. 열전대를 구리선이 아니라 올바른 열전대 전선으로 트랜스미터에 연결하는 이유가 이 보정입니다. 구리 접속부는 열전대 전선이 끝나는 지점에서 그 자체의 전압을 만들어 냅니다.

이어서 신호는 선형화되고 스케일링됩니다. RTD는 공표된 곡선을 따르고 열전대는 해당 형식의 다항식을 따르며, 프런트 엔드는 선형화가 제한 오차가 되지 않을 만큼 들어오는 신호를 정밀하게 분해합니다. 자료는 24비트 시그마-델타 컨버터를 제시하는데, 이는 0.2 %FS 정확도 수치에 필요한 것보다 훨씬 많은 분해능입니다. 분해능과 정확도는 서로 다른 양이며, 모듈이 실제로 내놓는 것을 설명하는 것은 온도 계수와 함께 정확도 수치입니다.

출력단은 전류 루프를 구동합니다. 2선식 구성에서는 같은 두 가닥의 전선이 전원과 신호를 함께 나르고 모듈이 끌어 쓰는 전류가 곧 측정값이므로, 모듈은 루프 저항이 몫을 가져간 뒤 남는 전압으로 동작해야 합니다. 부하와 전원이 연결되어 있는 이유가 이것입니다. 250 Ω 또는 500 Ω 부하에 케이블 저항을 더한 값을 24 VDC 전원이 감당해야 하며, 자료가 리드 저항 한계를 케이블 권장 사항이 아니라 한계로 제시하는 이유도 여기에 있습니다.

모듈 위에는 영점과 스팬을 위한 포텐셔미터 두 개가 있습니다. 트랜스미터가 루프에서 설치된 조립체를 조정할 수 있는 지점이기 때문입니다. 소자의 허용차, 리드 저항과 루프 저항이 결국 하나의 오프셋과 하나의 이득 오차로 나타나고, 둘 다 기준 온도계에 맞춰 모듈에서 바로잡을 수 있습니다.

적합한 트랜스미터 선정 방법

센서에서 시작합니다. 입력 형식은 모듈에 고정되기 때문입니다. 온도에 근거가 필요하고 그 온도가 범위 안에 머문다면 Pt100이 일반적인 선택이고, 온도가 충분히 높거나 측정점이 충분히 작아 저항 소자가 비현실적이면 열전대가 맡습니다. 자료는 저항 쪽에 Pt100, Cu50, Cu100, Pt1000을, 열전대 쪽에 B, E, J, K, N, R, S, T와 WRe3-25, WRe5-26을 나열합니다.

다음은 출력 스팬이며, 실제 판독값에 가장 크게 영향을 주는 결정입니다. 4-20 mA 루프는 정해진 전류 범위를 나르고, 거기에 지정된 스팬이 1 mA가 나타내는 온도량을 정합니다. 작업 범위 주변으로 좁게 잡으면 그 범위에서 더 정밀하게 읽는 대신 그 밖은 잘립니다. 자료는 -2060℃부터 0600℃까지의 지정 가능 스팬을 선정 표의 단계로 나열하며, 0-10 V 버전에는 0~100℃ 표기가 나타납니다.

이어서 루프 자체입니다. 전원은 24 VDC이고 부하는 250 Ω 또는 500 Ω으로 제시되며, 지켜야 할 리드 저항 한계가 있습니다. 배선이 길거나 수신 계기가 더 무거운 부하를 걸면 모듈에서 쓸 수 있는 전압이 구성을 제약하며, 자료는 Pt100 배선의 리드 저항이 35 Ω을 넘는 경우 주문 제작 구성을 제시합니다.

그다음은 환경과 장착입니다. 자료는 파라미터 표에 -3080℃의 사용 범위를 주지만 -20+60℃를 일반 작업 범위로 설명하며, -40~120℃의 운송 및 보관 범위도 나열합니다. 하우징은 M3×5 나사를 쓰는 44×40 mm 베이스로, 벽면보다 패널이나 현장 함체에 어울립니다.

마지막은 짝을 이루는 프로브입니다. 자료는 모듈과 함께 쓸 프로브를 문서화합니다. 0.5 m 방수 리드에 φ4×30 mm 압연 Pt100, 7.5×20×3.6 mm 평면 Pt100, M6×1 나사에 1.5 m 리드를 단 나사형 방수 버전, 420℃ 등급의 M12×1 나사 고온 버전이 있습니다. 리드 절연은 옵션마다 같지 않고, 고온 등급을 갖는 것은 스테인리스 편조 리드뿐입니다.

한계 및 확인이 필요한 사항

정확도 주장이 의미를 가지려면 기준이 필요합니다. 0.2 %FS는 측정된 온도가 아니라 지정 스팬에 대한 백분율이므로, 같은 수치라도 0600℃ 스팬과 050℃ 스팬은 절대 오차가 크게 다릅니다. 자료는 그 뒤의 기준 표준을 밝히지 않으므로, 이 수치는 공급업체의 사양으로 읽고 용도가 그것에 달려 있다면 증명서와 대조해 확인해야 합니다.

두 온도 계수 수치는 정합되어 있지 않습니다. 일반 ≤25 ppm/℃ FS와 Pt100 전용 100℃ 스팬의 ≤250 ppm/K FS는 자릿수가 다르고, 자료는 일반 수치가 어느 입력을 덮는지 말하지 않습니다. 모듈이 교정 온도에서 멀리 떨어져 동작한다면 그 차이는 정확도 수치보다 더 중요하며, 해결되기 전까지는 더 넓은 쪽 수치를 가정하는 것이 안전합니다.

자료의 일부 한계는 주의해서 읽어야 합니다. 리드 저항 한계는 500 Ω 부하와 250 Ω 부하 모두에 80 Ω 미만으로 주어지는데, 이는 드문 일입니다. 허용 리드 저항은 보통 부하가 커질수록 줄어들어야 합니다. 둘 다 같은 루프 전압을 소비하기 때문입니다. 그 수치는 검증된 두 개의 별도 한계로 게시하지 않고 표시해 두었습니다. 20.3 mA 출력 전류 제한 역시 동작점이 아니라 포화 수치입니다.

보통 사양서가 제시하는 여러 파라미터가 없습니다. 방진·방수 등급, 습도 한계, 입출력 간 절연 전압, 장기 안정성입니다. 이들은 추정값이 아니라 정보 필요 항목으로 페이지에 올라 있습니다. 자료는 또한 부품이 수입품이라고 적으면서 등급이나 원산지를 밝히지 않으며, 이는 제공 문서로 뒷받침할 수 없어 여기에 게시하지 않습니다.

조립체에 관한 실무적인 두 가지입니다. 자료는 짝 프로브가 수작업으로 조립되어 측정 편차를 가질 수 있다고 밝히므로, 프로브와 트랜스미터의 짝은 서로 독립적으로 교체 가능한 두 부품이 아니라 조정해야 할 하나의 조립체로 다루어야 합니다. 그리고 제품은 제공 문서에 모델 명칭이 없습니다. 하우징의 표기는 구성 라벨이므로, 주문에는 코드가 아니라 입력 형식과 출력 형식, 지정 스팬을 적어야 합니다.