Wat een temperatuurtransmitter is
Een temperatuurtransmitter zet het signaal van een temperatuursensor om in een standaarduitgang die de rest van een regelsysteem kan lezen. Hij bestaat omdat geen van beide sensorfamilies een signaal levert dat een regelsysteem direct kan overnemen: een weerstandselement geeft een kleine weerstand terug die van de aderlengte afhangt en niet alleen van de temperatuur, en een thermokoppel geeft enkele tientallen microvolt terug die van de temperatuur van de klemmen afhangen en niet alleen van de gemeten temperatuur.
Transmitters worden om twee samenhangende redenen op twee plaatsen gemonteerd. De eerste is elektrisch: het signaal bij de sensor omzetten, voordat het reist, haalt de storing weg die een microvolt- of milliohmsignaal op een machine of langs een kabelgoot oppikt, en het haalt de fout door leidingweerstand weg die anders in de aflezing zit. De tweede is organisatorisch: een 4-20 mA-lus kan door een registratie, een PLC-ingangskaart, een paneelindicator of een SCADA-systeem worden gelezen zonder dat een van hen hoeft te weten welke sensor erachter zit, en de lus kan met een multimeter worden getest.
Het aanbod aan transmitters is breed omdat die redenen op verschillende kostenniveaus worden vervuld. Een puck die in de aansluitkop van de sensor wordt gemonteerd, een DIN-railmodule voor een paneel, een veldbehuizing voor een vijandige omgeving en een railgemonteerde isolator met meerdere kanalen doen alle hetzelfde werk met een andere montage, isolatie en kanaaldichtheid. De ingang is gewoonlijk configureerbaar in plaats van vast, dus een reeks sensortypen wordt door dezelfde module gedekt met de ingang bij bestelling of ter plaatse ingesteld.
Kopers komen van beide kanten bij een transmitter uit. Van de sensorkant is hij het antwoord op een lange run of een lawaaiige omgeving. Van de systeemkant is hij de adapter die een bestaande PLC-ingangskaart een temperatuur laat lezen, en dan zijn het de uitgangsvorm, de isolatie en de last die moeten worden vastgelegd en niet de sensor.
Hoe een temperatuurtransmitter meet
De meetketen begint bij het element. Een weerstandselement wordt gelezen door er een kleine meetstroom door te sturen en de resulterende spanning te meten; de stroom wordt laag gehouden zodat het vermogen dat hij in het element dissipeert de elementtemperatuur niet noemenswaardig verhoogt. Een thermokoppel wordt als spanning gelezen, en omdat die spanning tussen het meetlaspunt en de klemmen waar de draden landen wordt opgewekt, moet de temperatuur op die klemmen worden gemeten en gecompenseerd.
Het signaal wordt vervolgens gelineariseerd en geschaald. Een RTD volgt een gepubliceerde curve en een thermokoppel een polynoom voor zijn lettertype, en de transmitter draagt de linearisering die het ontvangende instrument anders zelf zou moeten doen. De resolutie van de ingangstrap en de nauwkeurigheid van de transmitter zijn verschillende grootheden: een omzetter met veel meer resolutie dan het nauwkeurigheidsgetal is normaal, omdat de resolutie niet beperkend moet zijn in plaats van op de opgegeven nauwkeurigheid te worden afgestemd.
De uitgangstrap stuurt een stroomlus aan. In een tweedraadsuitvoering draagt hetzelfde aderpaar de voeding en het signaal, en de stroom die de transmitter trekt is de meting, dus de transmitter moet werken op wat er aan spanning overblijft nadat de lusweerstand zijn deel heeft genomen. Het lusbudget is daarom een echte beperking: voedingsspanning, de eigen minimale werkspanning van de transmitter, de ontvangende weerstand en de kabelweerstand tellen alle op, en het punt waarop de transmitter 20 mA niet meer kan halen is het punt waarop de opstelling ophoudt te werken. Daarom worden last en voeding samen bij een transmitter vermeld en daarom verkort een zwaardere last de toegestane kabelrun.
Twee verdere punten bepalen of de installatie meet wat ze moet meten. Het eerste is waar het koude laspunt ligt: een transmitter in de sensorkop doet zijn eigen compensatie naast de aansluitingen, terwijl een transmitter in een paneel afhankelijk is van compensatiekabel die hem bereikt. Het tweede is isolatie. Waar de sensor geaard metaal raakt, of waar meerdere kanalen door één kaart worden gelezen, voorkomt een transmitter of isolator die ingang van uitgang scheidt dat de lus een pad draagt tussen punten die niet verbonden mogen zijn.
Configuratiekeuzes
Het grootste deel van de specificatie wordt bepaald door deze beslissingen en niet door de nauwkeurigheidsklasse. Elke beslissing beperkt de volgende, en daarom worden ze op volgorde vastgesteld.
| Beslissing | Opties om te bepalen | Wat het werkelijk bepaalt |
| Ingangstype | Weerstandselementtypen en thermokoppel-lettertypen, gewoonlijk in de configuratie gekozen in plaats van via hardware | Welke sensoren de module kan lezen. De ingang moet bij de gebruikte sensor passen: een module die voor de ene familie is geconfigureerd, meldt een aannemelijke en verkeerde waarde uit de andere. |
| Ingangscircuit | Twee, drie of vier draden voor een weerstandselement; thermokoppeldraad rechtstreeks voor een thermokoppel | Hoeveel leidingweerstand in de aflezing achterblijft. Bij een weerstandselement telt een tweedraadsaansluiting de aders bij het element op en verschijnt als een vaste afwijking; een driedraadsaansluiting heft gelijke aders op. |
| Uitgangsvorm | Tweedraads 4-20 mA, drie draads spanning, of een vierdraads lusgevoede of apart gevoede opstelling | Wat het ontvangende instrument kan accepteren, en hoeveel aders de installatie nodig heeft. Tweedraads is het gebruikelijke procesantwoord en degene die de meeste ingangskaarten verwachten. |
| Montage | Puck in de sensorkop, DIN-railmodule, veldbehuizing met kabelingangen, of een isolatorstrook met meerdere kanalen | Waar de omzetting plaatsvindt en dus waar het koude laspunt en de storing zitten. Een kopgemonteerde transmitter verkort het pad van het kleine signaal; een railmodule concentreert de kanalen in het paneel. |
| Isolatie | Geen, ingang naar uitgang, of ingang, uitgang en voeding alle gescheiden | Of er een pad bestaat tussen het sensorcircuit en het regelcircuit. Galvanische scheiding is wat een zwevende sensor leesbaar maakt en wat voorkomt dat meerdere kanalen elkaar beïnvloeden. |
| Toegewezen meetbereik | Het temperatuurbereik dat op de uitgang wordt afgebeeld, bij bestelling ingesteld en gewoonlijk aanpasbaar | De resolutie die over het werkbereik beschikbaar is en wat er buiten dat bereik gebeurt. Een smal bereik onderscheidt fijn en kapt eerder af; een breed bereik kapt nooit af en onderscheidt grof. |
Hoe u een temperatuurtransmitter kiest
| Criterium | Hoe u dit bepaalt | Waarom het de uitkomst bepaalt |
| De gebruikte sensor | Noem het elementtype en de aansluiting: een Pt100 in drie draden, een Pt1000 in twee, een thermokoppel type K. | De ingangsconfiguratie volgt daaruit, en het aantal aders ook. Dit verkeerd doen is de meest voorkomende reden dat een transmitter een waarde leest die bijna maar niet helemaal klopt. |
| Het lusbudget | Tel de ontvangende weerstand, de kabelweerstand en de minimale werkspanning van de transmitter op en controleer of de voeding nog 20 mA kan sturen. | Dit is de berekening die bepaalt of een tweedraadstransmitter überhaupt werkt. Een zwaardere ontvangende weerstand of een langere run kan de opstelling buiten de voeding brengen, en het symptoom is een aflezing die bovenaan het bereik niet verder stijgt. |
| Het toegewezen meetbereik | Stel het bereik in op het werkbereik van het proces en niet op het volledige bereik van de sensor. | De uitgangsresolutie wordt over het bereik verdeeld, dus een strakker bereik onderscheidt beter daarbinnen. De prijs is dat alles buiten het bereik niet meer wordt weergegeven, en dat de verzadigingswaarde van een echte aflezing te onderscheiden moet zijn. |
| Waar de omzetting plaatsvindt | Kies tussen een kopgemonteerde transmitter en een paneel- of railmodule. | Een kopgemonteerde unit compenseert bij de aansluitingen en verkort het pad dat het kleine signaal aflegt. Een railmodule past bij veel kanalen op één plek en bij een bestaande run met compensatiekabel. |
| Isolatievereiste | Stel vast of de sensor geaard metaal raakt en of meerdere kanalen één ingangskaart delen. | Isolatie is wat circuits scheidt die anders via de lus verbonden zouden zijn. Waar de sonde aan een vat of de machine is gelast, is ze gewoonlijk niet optioneel. |
| Omgeving | Vermeld de omgevingstemperatuur op de montageplek, de vochtigheid en of de locatie geclassificeerd is of wordt afgespoten. | Een kopgemonteerde transmitter zit aan het hete uiteinde en ziet de procestemperatuur via de kop; een paneelunit ziet het paneel. Beide hebben grenzen die lager liggen dan de grenzen van de sensor die ze dienen. |
De dichtstbijzijnde alternatieven
Dit zijn de typen die een aanvraag voor een temperatuurtransmitter meestal blijkt te zijn, en het punt waarop de keuze echt wordt beslist.
| Dichtstbijzijnde alternatief | Wat het onderscheidt van een temperatuurtransmitter |
| RTD-temperatuursensoren | Verricht de meting. Een transmitter heeft zelf geen meetelement, dus de twee worden gewoonlijk samen gespecificeerd: de sensor bepaalt het bereik en de nauwkeurigheid, en de transmitter bepaalt hoe het signaal eruitziet wanneer het aankomt. |
| Thermokoppels | Wekt de spanning op die de transmitter leest, en is de sensor die het meest een transmitter nodig heeft omdat zijn signaal klein is en zijn koude laspunt behandeld moet worden. Op een korte run met een instrument dichtbij wordt het thermokoppel direct bedraad en wordt er geen transmitter gemonteerd. |
| Weerstandstemperatuurdetectoren | Het kale weerstandselement, geleverd als een deel met aansluitdraden. Het heeft dezelfde verhouding tot een transmitter als een complete sonde: de transmitter leest het, en waar het element zonder aansluitkop wordt geleverd, wordt de transmitter er gewoonlijk los van gemonteerd. |
| Temperatuurindicatoren | Toont de waarde in plaats van die om te zetten. Een indicator neemt een lussignaal of een sensorsignaal en toont het; een transmitter produceert het lussignaal dat een indicator zou lezen, en veel paneelinstrumenten combineren de twee rollen. |
| Temperatuurschakelaars | Geeft een contact bij een instelpunt in plaats van een continue waarde, en wordt gekozen voor interlocks en niet voor meting. Waar zowel een aflezing als een afslag nodig is, komt de aflezing van een transmitter en is de afslag een aparte functie. |
| Temperatuurregelaars | Leest de sensor en stuurt een verwarming of koeling naar een instelpunt. Een regelaar neemt de sensor gewoonlijk direct, dus een transmitter wordt er alleen vóór gezet waar de run lang is of het signaal gedeeld moet worden. |
De transmitter wordt het laatst gekozen en hij is wat het eerste antwoord citeerbaar maakt. Vermeld de sensor, de luslast, de voeding en de montageplek, en de rest volgt.
Wat u in de aanvraag opneemt
Het eerste antwoord kan een offerte zijn in plaats van een reeks vragen, als de aanvraag deze gegevens bevat. Is een waarde niet bekend, stuur dan de beschrijving van de meetopgave en wij bevestigen wat daaruit volgt.
- Sensortype en hoeveel aders het gebruikt
- Temperatuurbereik en het toegewezen uitgangsbereik
- Vereiste nauwkeurigheid, en de norm waartegen die is opgegeven
- Uitgangsvorm en het ontvangende instrument, met zijn ingangsimpedantie
- Voedingsspanning beschikbaar op de montageplek
- Lengte van de kabelrun en de al geïnstalleerde aderdoorsnede
- Montageplek: sensorkop, DIN-rail, veldbehuizing of isolatorstrook
- Aantal kanalen, en of de ingangen een gemeenschappelijke retour mogen delen
- Isolatie en elke eis aan een gevaarlijk gebied
- Hoeveelheid, bestemmingshaven en gewenste leverdatum