Sıcaklık Transmitter Modülü

Bir sıcaklık transmitter modülü, bir RTD veya bir termokuplun ham sinyasını alır ve bir kontrol sisteminin geri kalanının okuyabileceği standart bir çevrim sinyaline çevirir. Var olma nedeni, iki sensör ailesinin bir PLC giriş kartının, bir kaydedicinin veya bir panel göstergesinin doğrudan kullanamayacağı sinyaller üretmesidir: bir RTD, kablo boyuna bağlı küçük bir direnç döndürür ve bir termokupl, birkaç on milivolt döndürür; bu gerilim ölçülen sıcaklık kadar uçların sıcaklığına da bağlıdır. Sinyali sensörün yanında, uzun bir kablonun uzak ucunda değil, şartlandırmak bu modülün işidir.

Bu sayfadaki modül, 24 VDC beslemede iki telli bir düzenlemedir; çıkışı standart olarak 4-20 mA’dır ve aynı muhafazada bir 0-10 V sürümü vardır. Girişler yaygın platin ve bakır direnç elemanlarını ile sekiz termokupl tipini kapsar, tungsten-renyum tipleri ve Pt1000 sipariş üzerine sunulur ve malzemede belirtilen doğruluk rakamı %0,2 FS’dir. Taban, bir klemens bloğu, iki ayar potansiyometresi ve M3×5 montaj vidalarıyla 44×40 mm’dir; muhafaza PA66 alev geciktirici naylondur.

Giriş tipi ayrı bir cihaz değil bir konfigürasyon olduğu için, tek bir modül tipi proses sıcaklıklarının geniş bir aralığına hizmet eder: aynı muhafaza, siparişte set edilen girişe ve ona atanan çıkış açıklığına göre değişerek bir Pt100’ü -200 °C’de ve bir B tipi termokuplü 1800 °C’de kapsar.

Bir sıcaklık transmitteri nasıl çalışır

Ölçüm zinciri elemanda başlar. Bir direnç elemanı, içinden küçük bir eksitasyon akımı geçirilip oluşan gerilim ölçülerek okunur; malzeme bu akımı 0,2 mA veriyor ve bu, elemandaki öz ısınmayı küçük tutacak kadar düşüktür. Bir termokupl bir gerilim olarak okunur ve o gerilim sıcak kavşak ile kabloların bağlandığı uçlar arasında üretildiği için uçların sıcaklığı da bilinmek ve telafi edilmek zorundadır. Bu telafi, bir termokuplün bir transmittere bakır değil doğru termokupl teliyle bağlanmasının nedenidir: bakır birleşim noktaları, termokupl telinin bittiği yerde kendi gerilimlerini ekler.

Ardından sinyal doğrusallaştırılır ve ölçeklenir. Bir RTD yayımlanmış bir eğriyi, bir termokupl kendi tipine ait bir polinomu izler ve ön uç, gelen sinyali doğrusallaştırmanın sınır hatası olmayacağı kadar ince çözer: tedarik edilen malzeme 24 bitlik bir sigma-delta dönüştürücü belirtiyor ve bu, %0,2 FS doğruluk rakamının gerektirdiğinden çok daha fazla çözünürlüktür. Çözünürlük ile doğruluk ayrı büyüklüklerdir ve modülün gerçekte ne teslim ettiğini, doğruluk rakamı ile sıcaklık katsayısı birlikte tanımlar.

Çıkış kademesi bir akım çevrimini sürer. İki telli bir düzenlemede aynı çift hem beslemeyi hem sinyali taşır ve modülün çektiği akım ölçümün kendisidir; bu yüzden modül, çevrim direnci kendi payını aldıktan sonra kalan gerilim üzerinde çalışmak zorundadır. Yük ile beslemenin birbirine bağlı olmasının nedeni budur: bir 250 Ω veya 500 Ω yük artı kablo direnci, 24 VDC beslemenin sürmesi gereken şeydir ve malzeme kablo direncine bir sınır koymuştur; bunu bir kablo tavsiyesi olarak değil bu nedenle veriyor.

İki potansiyometre, sıfır ve açıklık için modülün üzerinde durur. Nedeni, transmitterin çevrimde kurulu takımın trim edilebildiği nokta olmasıdır: elemanın toleransı, kablo direnci ve çevrim direnci sonunda tek bir ofset ile tek bir kazanç hatası olarak ortaya çıkar ve ikisi de modülde bir referans termometreye karşı düzeltilebilir.

Doğru transmitter nasıl seçilir

Sensörle başlayın, çünkü giriş tipi modül için sabittir. Sıcaklığın savunulabilir olması ve Pt100’ün aralığı içinde kalması gereken yerde alışılan seçim Pt100’dür; sıcaklık yeterince yüksek olduğunda veya nokta bir direnç elemanının pratik olmadığı kadar küçük olduğunda termokupl devralır. Malzeme direnç tarafında Pt100, Cu50, Cu100 ve Pt1000, termokupl tarafında B, E, J, K, N, R, S ve T tipleri ile WRe3-25 ve WRe5-26 listeliyor.

Ardından çıkış açıklığı - ki pratikte okumayı en çok etkileyen karar budur. 4-20 mA çevrimi sabit bir akım aralığı taşır ve ona atanan açıklık, her miliamperin ne kadar sıcaklığa karşılık geldiğini belirler. Çalışma aralığının etrafına dar bir açıklık atamak o aralıkta daha ince bir okuma verir ama dışındaki her şeyi kısar. Malzeme atanabilir açıklıkları -20 - 60 °C’den 0 - 600 °C’ye, seçim tablosunda verilen adımlarla listeliyor ve 0-10 V sürümünde bir 0 - 100 °C işareti görünüyor.

Sonra çevrimin kendisi. Besleme 24 VDC, yük 250 Ω veya 500 Ω olarak veriliyor ve uyulması gereken bir kablo direnci sınırı var. Hat uzun olduğunda veya okuyan cihaz daha ağır bir yük sunduğunda, düzenlemeyi kısıtlayan şey modülde kalan gerilimdir ve malzeme bir Pt100 hattında kablo direnci 35 Ω’ı aştığında sipariş üzerine bir üretim sunuyor.

Sonra ortam ve montaj. Malzeme parametre tablosunda -30 - 80 °C bir çalışma aralığı veriyor ama -20 - +60 °C’i alışılan çalışma aralığı olarak tarif ediyor ve ayrıca -40 - 120 °C bir taşıma ve depolama aralığı listeliyor. Muhafaza, M3×5 vidalarla 44×40 mm bir tabandır; bu bir panoya veya bir saha kutusuna uyar, bir duvara değil.

Sonunda eşleşen prob. Malzeme modülle giden propları belgeliyor: bunlar 0,5 m su geçirmez bir kablo üzerinde φ4×30 mm sarılmış bir Pt100, 7.5×20×3.6 mm düz bir Pt100, 1,5 m kablo üzerinde M6×1 dişli su geçirmez bir sürüm ve M12×1 diş üzerinde 420 °C’ye derecelendirilmiş yüksek sıcaklık bir sürüm. Kablo yalıtımı bu seçeneklerin tamamında aynı değildir ve yüksek sıcaklık derecesini yalnızca paslanmaz çelik örgü kablolar taşır.

Sınırlar ve teyit edilecek noktalar

Doğruluk iddiasının anlamlı olması için bir referansa ihtiyaç vardır. %0,2 FS ölçülen sıcaklığın değil atanan açıklığın yüzdesidir, bu yüzden bir 0 - 600 °C açıklığı ile bir 0 - 50 °C açıklığı aynı rakamdan oldukça farklı mutlak hatalar üretir. Malzeme arkasında bir referans standart belirtmediği için bu rakam tedarikçinin spesifikasyonu olarak okunmalı ve uygulamanın ona bağımlı olduğu yerde bir sertifikaya karşı teyit edilmelidir.

İki sıcaklık katsayısı rakamı uzlaştırılmamıştır. Genel bir ≤25 ppm/°C FS ile bir Pt100’e özgü 100 °C’lik bir açıklıkta ≤250 ppm/K FS bir mertebe farklıdır ve malzeme genel rakamın hangi girişleri kapsadığını söylemiyor. Modül kalibrasyon sıcaklığından uzakta çalıştığında bu boşluk, doğruluk rakamından daha çok önem taşır ve çözülünceye kadar varsayılması gereken güvenli rakam daha geniş olandır.

Malzemedeki bazı sınırlar dikkatle okunmayı gerektiriyor. Kablo direnci sınırı hem bir 500 Ω hem bir 250 Ω yük için 80 Ω’ın altında olarak veriliyor, bu alışılmadık bir durumdur: izin verilen kablo direnci normalde yük arttıkça düşer, çünkü ikisi de aynı çevrim gerilimini tüketir. Bu rakam, iki ayrı doğrulanmış sınır olarak yayımlanmak yerine işaretlendi. Benzer biçimde 20,3 mA çıkış akımı sınırı bir çalışma noktası değil bir doygunluk rakamıdır.

Bir spesifikasyonun normalde söylediği birkaç parametre eksik: koruma sınıfı, nem sınırları, giriş ile çıkış arası izolasyon gerilimi ve uzun dönem stabilitesi. Bunlar bu sayfada bir tahmin olarak değil Bilgi gerekli olarak duruyor. Malzeme ayrıca bileşenlerin ithal olduğunu, sınıf veya menşe adlandırmadan söylüyor; bu, tedarik edilen belgeden doğrulanamadığı için burada yayımlanmıyor.

Takımla ilgili iki pratik nokta. Malzeme, eşleşen propların el ile montajlandığını ve ölçüm değişimi taşıyabileceğini belirtiyor; bu yüzden ikili takım, birbirinden bağımsız takılabilir iki parça olarak değil, trim edilmesi gereken bir takım olarak ele alınmalıdır. Ve ürün, tedarik edilen belgede hiçbir model adlandırması taşımıyor: muhafazadaki kimlik bir konfigürasyon etiketidir, dolayısıyla bir sipariş bir kod değil giriş tipini, çıkış biçimini ve atanan açıklığı belirtmelidir.