Как замерить ток на трансмиттере температуры. Измерение тока на преобразователе температуры: полное руководство

Как правильно измерить ток на преобразователе температуры. Какие методы измерения существуют. Как избежать ошибок при измерении. Какие инструменты лучше использовать. На что обратить внимание при калибровке.

Что такое преобразователь температуры и зачем измерять ток

Преобразователь температуры — это устройство, которое преобразует сигнал от датчика температуры (например, термопары или термосопротивления) в стандартный токовый сигнал 4-20 мА. Измерение тока на выходе преобразователя позволяет определить измеряемую температуру и проверить правильность работы прибора.

Основные причины, по которым необходимо измерять ток преобразователя температуры:

• Проверка правильности преобразования температуры в токовый сигнал
• Диагностика неисправностей в измерительном контуре
• Калибровка и настройка преобразователя
• Верификация показаний в системе управления

Методы измерения тока преобразователя температуры

Существует несколько способов измерения выходного тока преобразователя температуры:

1. Использование тестового соединения

Многие современные преобразователи оснащены специальным тестовым разъемом для подключения амперметра. Это наиболее удобный способ, не требующий разрыва токовой петли.

2. Разрыв токовой петли

Классический метод — разрыв токовой петли и последовательное включение амперметра. Обеспечивает высокую точность, но требует отключения преобразователя.

3. Измерение падения напряжения

Можно измерить падение напряжения на прецизионном резисторе, включенном последовательно в токовую петлю. Ток рассчитывается по закону Ома.

4. Бесконтактное измерение

Использование токовых клещей позволяет измерить ток без разрыва цепи. Однако точность этого метода обычно ниже.

Как правильно измерять ток на тестовом соединении

Измерение тока через тестовое соединение — удобный способ, но при неправильном использовании может привести к ошибкам. Рассмотрим основные моменты:

Принцип работы тестового соединения

Тестовое соединение содержит внутренний диод, который в нормальном режиме шунтирует весь ток. При подключении амперметра ток начинает течь через него.

Влияние сопротивления амперметра

Если внутреннее сопротивление амперметра слишком велико, падение напряжения на нем может превысить пороговое напряжение диода. В этом случае часть тока будет протекать через диод, вызывая ошибку измерения.

Рекомендации по выбору амперметра

Для точных измерений рекомендуется использовать амперметры с внутренним сопротивлением не более 10-15 Ом. Это обеспечит погрешность менее 0.1% во всем диапазоне 4-20 мА.

Калибровка преобразователей температуры

Калибровка преобразователя температуры включает следующие основные этапы:

1. Подключение эталонного источника температуры (калибратора) ко входу преобразователя
2. Измерение выходного тока преобразователя прецизионным амперметром
3. Сравнение измеренного тока с расчетным значением для заданной температуры
4. Настройка коэффициентов преобразования при необходимости
5. Проверка линейности во всем рабочем диапазоне

При калибровке важно учитывать погрешности всех используемых приборов и обеспечить прослеживаемость до государственных эталонов.

Распространенные ошибки при измерении тока

При измерении тока преобразователей температуры часто допускаются следующие ошибки:

• Использование амперметра с большим внутренним сопротивлением на тестовом соединении
• Неправильное подключение амперметра (обратная полярность)
• Измерение без учета влияния сопротивления проводов
• Игнорирование температурной погрешности измерительных приборов
• Недостаточное время выдержки для стабилизации показаний

Чтобы избежать этих ошибок, следуйте инструкциям производителя оборудования и используйте качественные поверенные приборы.

Выбор оборудования для измерения тока

Для точного измерения тока преобразователей температуры рекомендуется использовать следующее оборудование:

• Прецизионные цифровые мультиметры с погрешностью не хуже 0.05%
• Калибраторы процессов с функцией измерения тока 4-20 мА
• Специализированные калибраторы температуры
• Эталонные амперметры с малым падением напряжения

При выборе обращайте внимание на следующие характеристики:

• Диапазон и разрешающую способность измерения тока
• Основную и дополнительные погрешности
• Внутреннее сопротивление в режиме измерения тока
• Наличие функций регистрации данных
• Возможность питания токовой петли

Заключение

Правильное измерение тока — важный этап при обслуживании и калибровке преобразователей температуры. Соблюдение рекомендаций по выбору метода и оборудования позволит получить достоверные результаты и обеспечить высокую точность измерений температуры в технологических процессах.

Как измерить температуру мультиметром?

Мультиметр (тестер) это специальное измерительное устройство, благодаря использованию которого пользователь может снимать показания с разнообразных электроприборов, проверять электрическую цепь на предмет ее целостности. Как правило, такими приборами активно пользуются радиолюбители, а также электрики во время проведения ремонта либо диагностики разнообразного электрооборудования. Однако в некоторых случаях, когда возникает острая необходимость, при помощи обыкновенного мультиметра, пользователь может проводить и снимать измерения температуры с разнообразных объектов либо веществ.

Зачем измерять температуру мультиметром

Такие измерительные приборы как мультиметры используются в роли термометров в тех случаях, когда необходимо провести измерения показателей температурного режима разнообразных объектов в сложных местах либо условиях. Например, при помощи такого прибора можно сделать замеры и снять показатели слишком горячих, разогретых твердых предметов, разнообразных ядовитых веществ, открытого пламени.

Кроме того, тестер позволяет измерить температуру разнообразных объектов, находящихся в труднодоступных местах. Стоит отметить, что мультиметр является прекрасной, более дешевой и доступной альтернативой для самостоятельного проведения простых замеров разнообразных объектов, по сравнению с дорогостоящими инфракрасными термометрами, работающими бесконтактным способом.

Чем мультиметр измеряет температуру

Для измерения показателей температуры при помощи мультиметра используется так называемая термопара, которая является своего датчиком холода, а также тепла. Она состоит из двух металлических кусков, которые соединяются между собой при помощи проводников. При нагреве этих металлических кусков до одинакового показателя, по проводнику начинает проходить ток. При этом следует отметить, что чем выше происходит нагрев между металлическими частями термопары, тем соответственно становится выше уровень напряжения.

Благодаря калибровке такой термопары пользователь может получить доступный термометр, который прекрасно подойдет для проведения замеров в агрессивной среде либо в небольших заглублениях, отверстиях. Подавляющее большинство тестеров способны измерять, снимать показатели температуры с объектов в пределах от -40 до 1000°С.

При покупке дешевых и недорогих тестеров, рекомендуется обращать внимание на качество термопары, которой штатно комплектуется устройство. Это обусловлено тем, что бюджетные модели оснащены тонкими проводами, которые при воздействии температуры выше +250°С начинают плавиться.

На заметку! Для измерения рекомендуется использовать не штатную, которая была в комплекте с устройством, а специальную термопару. Это обусловлено тем, что она способна делать замеры в более агрессивных условиях внешней среды.

Как измерить температуру мультиметром

Большинство современных моделей тестеров оснащаются штатной опцией (режимом) измерения показателей температуры. Как правило, такой режим обозначен специальной маркировкой, которая называется – «temp». Для того чтобы сделать замер к тестеру нужно подключить термопару и перевести его в режим работы «temp».

Затем ее кончиком нужно аккуратно прикоснуться к объекту, с которого снимаются показания. После этого все необходимые данные моментально будут отображены на дисплее прибора. Продолжительность контакта устройства с измеряемым объектом должна составлять около 2-3 секунд. Чтобы показания были максимально точными, кончик термопары должен плотно прилегать к измеряемому объекту.

Делать подобные замеры можно практически при помощи любой модели тестера. Однако при покупке такого устройства рекомендуется обращать внимание на его функционал, качество сборки. Лучше всего приобретать приборы, рассчитанные на замер широкого диапазона температуры, которые штатно, производителем оснащаются таким режимом измерения.

Только в этом случае пользователю не придется вносить никаких корректировок в работу устройства. Качественное устройство обладает таким функционалом как измерение уровня напряжения, снятие показателей силы тока в цепи,  а также сопротивления.

Как измерять температуру поверхности правильно.

Россия

text.autocomplete.products

text.autocomplete.downloads

text.autocomplete.content

org/BreadcrumbList»>
1. На Главную
2. Продукты
3. Температура
4. Измерение температуры поверхности

Регистрация поверхностной температуры очень важна для многих процессов в промышленности и технической эксплуатации. Помимо прочего, она позволяет соблюдать критерии качества продукции и систем в отопительной отрасли, при эксплуатации зданий, в энергетическом секторе и промышленном производстве.

Бестселлер: testo 925

h3>

К продукту

Преимущества поверхностного термометра Testo

• Интуитивное управление и высокоточные результаты
• Большой выбор сменных зондов для любой области применения, а также зонды по индивидуальному заказу
• Прочная конструкция для повседневного использования
• Услуги по государственной поверке

Приборы для измерения температуры поверхностей

Со встроенными сенсорами h4>

К приборам

Для быстрых и эффективных однотипных измерений.

С подключаемыми зондами h4>

К приборам

Для измерений различных объектов.

 

Приборы, управляемые со смартфона h4>

К приборам

Быстрые, цифровые, высокоэффективные приборы с мобильным приложением.

Зонды температуры

 

h4>

К зондам

Для любой поверхности, любой задачи и любого бюджета.

Области применения поверхностных измерений температуры

• Коэффициент теплопроводности стен, в том числе когда материал не известен

• Измерение дифференциальной температуры на системах отопления

• Измерение температуры на неровных поверхностях

Свяжитесь с нами

Мы будем рады ответить на ваши вопросы

+7 (495) 532-35-00

info@testo.ru

Коэффициент теплопроводности h5>

Подробнее

Дифференциальная температура h5>

Подробнее

Неровные поверхности

 

h5>

Подробнее

Поверка термометра для измерения поверхностной температуры

«В ваших измерениях всегда есть ошибка, вам нужно лишь знать, насколько она велика». В этих словах Дэйва Паккарда, сооснователя компании Hewlett-Packard, много правды. Чтобы знать, насколько точны (или неточны) ваши измерения, поверхностный термометр нужно регулярно поверять. Только так можно гарантировать точность измерений.

Поверка: это регистрация и документирование отклонений измерительного прибора от другого прибора, который является эталонным, при установленных условиях. Поверка включает документирование отклонений, вычисление погрешности измерений и составление свидетельства. Поверка позволяет сделать заключение о прошлом прибора. Чтобы подтвердить статус измерительного прибора, на него ставится отметка о поверке.

Настройка: проводится, чтобы получить минимально возможное отклонение от правильного значения. При настройке необходимо вмешательство в измерительный прибор.

Прослеживаемость означает соответствие результатов измерений национальным или международным стандартам через непрерывную цепь поверок.

Стандарт – метрологический эталонный объект, материал или точный измерительный прибор для поверки других измерительных приборов. Стандарты используются уже очень давно, как, например, меры объема из Помпей.

Один за всех: многофункциональные измерительные приборы h3>

Многофункциональные приборы для точного измерения температуры

Измерение температуры поверхностей, а также всех прочих параметров ВКВ! Специально для этого мы разработали многофункциональные измерительные приборы testo 435 и testo 480. Они применяются для измерения всех необходимых параметров ВКВ в офисных, жилых и промышленных зданиях – и делают это очень точно, эффективно и в соответствии с действующими стандартами.

Преимущества многофункциональных измерительных приборов:

• полный набор зондов для разных типов применения
• встроенные меню для измерений в воздуховодах систем ВКВ и оценки уровня комфорта в помещении
• точные результаты в любом диапазоне измерений
   

Сравнение многофункциональных измерительных приборов h4>

Подробнее

Другие измерительные приборы

Бесконтактное измерение температуры поверхности

Вы хотите измерить температуру поверхности на расстоянии? Тогда познакомьтесь с тепловизорами и инфракрасными термометрами Testo.

ИК-термометры используются для выборочных измерений и контрольных проверок, например, в промышленности или в пищевом секторе. С другой стороны, тепловизоры конвертируют тепловое излучение измеряемого объекта в инфракрасное изображение, визуализируя значения температуры. Они идеально подходят для отопительных систем, промышленности и строительной отрасли.

Логгеры данных и термоиндикаторы

Логгеры данных температуры и термоиндикаторы – другие варианты измерения температуры. Вы можете использовать логгеры для измерения, мониторинга и документирования значений температуры и других параметров ВКВ с индивидуально настраиваемыми интервалами. Они идеально подходят для складских помещений, офисных зданий, музеев и транспортировки товаров, чувствительных к колебаниям температуры.

Термоиндикаторы – самоклеющиеся полоски. Они прикрепляются к поверхности, и цвет их соответствующего поля меняется в зависимости от температуры этой поверхности.
 

Проникающие и погружные термометры

Проникающие термометры и погружные термометры идеально подходят для измерения температуры внутри жидкостей, в полутвердых средах или в пастах. Они часто применяются в пищевой отрасли и в лабораториях.

Измерение тока с помощью тестового соединения преобразователя – не допускайте этой ошибки!

 

 

Если бы мне пришлось обобщить содержание этого поста в одном предложении, это было бы: в ошибочных результатах измерения!

В последнее время я видел несколько человек, допустивших эту ошибку, поэтому решил написать об этом небольшой пост в блоге. Надеюсь, это убережет некоторых из вас от повторения той же ошибки.

Суть в том, что довольно легко получить ошибочные результаты измерения мА при измерении тока преобразователя через тестовое соединение. Опасная часть заключается в том, что вы даже не обязательно это осознаете.

Давайте разберемся, в чем ошибка и как ее избежать.

Я также хочу, чтобы вы поняли, как работает эта система, поэтому есть некоторая справочная информация и образовательная теория, стоящая за ней.

Готов? Пойдем….

 

Тестовое соединение преобразователя

Многие технологические преобразователи, особенно датчики давления, имеют « тестовое соединение » на соединительной панели. Обычно он помечен текстом « TEST » и расположен рядом с обычными соединениями контура мА.

Уверен, вы его видели; в одном передатчике это выглядит так:

 

Цель тестового соединения

Цель тестового соединения — иметь возможность легко измерить ток контура, проходящий через датчик, без необходимости отсоединения проводов или разрыва контура тока.  Вы просто подключаете свой мА-метр к разъему TEST, и вы можете видеть ток, который проходит через преобразователь, так как весь ток теперь проходит через ваш измеритель тока.

Когда вы отключаете амперметр, весь ток снова начинает проходить через внутренний диод (скоро я объясню диоды) в тестовом соединении. В любой момент в текущей петле нет разрыва.

 

Схемы

Нам, инженерам, очень нравятся схематические диаграммы, поэтому мне также нужно добавить кое-что сюда.

В преобразователе есть диод   внутри преобразователя, подключенный между тестовыми соединениями. Один конец диода подключается к одному из соединений «петля», а другой конец диода подключается к тестовому соединению. Звучит сложно, когда читаешь, но это очень просто. Я уверен, что картинка поможет вам понять это…

Схематическая диаграмма обычно выглядит так:

 

Что такое диод и как он работает?

Чтобы лучше понять это явление, нам нужно посмотреть, что такое диод и как он работает.

Диод представляет собой небольшой электронный полупроводниковый компонент, изготовленный из материалов P и N. Большинство электронных устройств имеют внутри много диодов, даже калибраторы… 😉

Идеальный диод будет проводить постоянный ток только в одном направлении. Идеальный диод всегда будет проводить ток, если напряжение на диоде правильное. На практике все немного сложнее и диоды не идеальны.

Вот характеристики идеального диода (слева) и реалистичного диода (справа): течь, когда напряжение на диоде достаточно велико и превышает пороговое напряжение. Обычно у кремниевого диода пороговое напряжение составляет около 0,6 В. Когда напряжение больше этого порога, диод «открыт» и через него идет ток. Когда напряжение меньше порогового, диод «закрыт» и ток через него не течет.

 

Ток через передатчик

При нормальном использовании передатчика питание контура влияет на диод, поэтому диод полностью открыт, и весь ток контура проходит через диод. Так что собственно диод ничего толком и не делает, он даже не нужен в нормальной работе и его можно было бы заменить на КЗ.

Но когда вы подключаете мА-метр к диоду, весь ток начинает проходить через мА-метр, и ни один из них больше не проходит через диод. Магия!? Никакой магии, только электроника.

На рисунках ниже показано, как ток проходит через тестовый диод (вверху) или мА-метр (внизу): не всегда так работает что на практике. Читайте дальше…

 

Как работает мА-метр?

Почему я говорю о импедансе мА-метра? Что это за импеданс?

Как обычно строятся мА-метры, есть точный шунтирующий резистор, несколько Ом, через который проходит ток (R на рисунке ниже). Этот ток вызывает падение напряжения на шунтирующем резисторе, и, измерив это напряжение с помощью аналого-цифрового преобразователя (V на рисунке), мы можем рассчитать ток.

Остальное — простая математика по закону Ома: I = U/R (ток = напряжение/сопротивление).

 

К сожалению, некоторые миллиамперметры/калибраторы имеют слишком высокое сопротивление, что приводит к большему падению напряжения на резисторе. В большинстве приложений больший импеданс не критичен, но при испытательном подключении преобразователя это критично. Когда падение напряжения становится больше, тестовый диод начинает либо слегка открываться, вызывая небольшой ток утечки, либо полностью открываться.

Зачем вам мА-метр с более высоким импедансом? Может быть проще сконструировать миллиамперметр, используя немного более высокий импеданс, так как тогда падение напряжения становится выше, и его легче измерить внутри с помощью аналого-цифрового преобразователя, поскольку сигнал напряжения выше.

Например, если внутренний импеданс мА-метра достигает 50 Ом, то при токе 20 мА это означает, что падение напряжения на мА-метре (и на диоде тестового соединения) составит 1 В, вызывая тест. диод должен быть полностью открыт (порог 0,6 В). Это будет означать, что ваш мА-метр почти не покажет никакого тока, хотя через преобразователь проходит ток 20 мА, так как весь ток проходит через тестовое соединение.

Огромную ошибку в приведенном выше примере было бы легко заметить на практике. Но есть также несколько миллиамперметров с внутренним сопротивлением, скажем, около 30 Ом. Это означает, что при меньшем токе измерение работает нормально, но при приближении к 20 мА падение напряжения приближается к 0,6 В, и тестовый диод начинает протекать и часть тока проходит через диод. Это может быть трудно реализовать, в результате чего вы будете доверять ошибочному результату измерения вашего мА-метра.

На приведенном ниже рисунке показано, как ток проходит частично через мА-метр и частично через тестовый диод, если сопротивление мА-метра слишком велико: показывает только часть текущего, поэтому он отображает неправильный результат.

 

Практический тест с датчиком давления

Я проверил характеристики тестового соединения/диода с датчиком давления одной популярной марки.

Цель теста состояла в том, чтобы увидеть, как изменяется ток тестового диода при изменении напряжения.

Вы можете увидеть результат этого теста на рисунке ниже, а также в тексте и таблице после него.

 

Таблица данных:

 

Мы можем видеть в результатах, например, что:

• Если вы хотите иметь меньше 0,0 Ошибка 1%, вам лучше оставаться ниже примерно 275 мВ — или иметь импеданс менее 13,75 Ом.
• Если вы хотите, чтобы погрешность была меньше 0,05 %, вам нужно оставаться ниже 375 мВ (или 18,75 Ом).
• При утечке 400 мВ ток начинает быстро расти (соответствует импедансу мА-метра 20 Ом).
• При утечке 500 мВ ток составляет 0,2 мА, что соответствует погрешности более 1 % при измерении тока 20 мА (соответствует импедансу мА-метра 25 Ом).

В результате/резюме этого теста я могу сказать, что:

• Пока ваш мА-метр имеет импеданс менее 15 Ом, все готово.
• Если импеданс равен 25 Ом, погрешность измерения составит более 1 %.

Этот тест проводился при комнатной температуре. При более высокой температуре ток утечки диода обычно выше, но я не проверял его здесь.

 

Влияние на точность использования тестового соединения

Можно сказать, что точность с использованием тестового соединения достаточно хороша, если у вас есть мА-метр с достаточно малым импедансом. Если вы не знаете импеданс вашего измерителя, использование тестового соединения может быть рискованным.

Различные модели передатчиков могут иметь характеристики, отличные от того, который я тестировал.

 

Как проверить импеданс вашего миллиамперметра?

Как можно проверить мА-метр или калибратор, который вы используете, чтобы узнать, какое у него сопротивление? Попробуйте сначала проверить спецификацию, так как она там часто упоминается. Если импеданс не указан, иногда падение напряжения (или «напряжение нагрузки») указывается как определенное напряжение при определенном токе. При этом вы можете рассчитать импеданс (U/I). Например, одно устройство имеет характеристики 400 мВ при 20 мА, поэтому вы знаете, что импеданс равен 20 Ом. Это означает, что он добавит более 0,1 % погрешности к 20 мА.

Иногда полное сопротивление не указывается.

Если он не указан в характеристиках, то узнать его можно разными способами:

• Во-первых, просто воспользоваться измерителем сопротивления и измерить импеданс миллиамперметра.
• Во-вторых, вы можете установить известный ток, проходящий через мА-метр, а затем измерить падение напряжения на нем и рассчитать импеданс/сопротивление (R= U/I). Например, если через счетчик проходит 20 мА, а падение напряжения составляет 0,2 В, то он имеет импеданс 10 Ом (0,2 В / 20 мА = 10 Ом).

 

Руководства по эксплуатации преобразователей

При быстром поиске руководств пользователя преобразователей давления я нашел только одно популярное руководство к преобразователям давления с комментарием о том, что мА-метр, используемый в тестовом соединении, должен иметь импеданс не более 10 Ом.

Да, я иногда читаю инструкции… если мне действительно нужно… 😉

Но мне почему-то кажется, что обычно производители передатчиков недостаточно упоминают об этом, или я просто пропустил эту информацию (не было бы первый раз что-то пропустил…)

 

Другие способы измерения тока в мА

Конечно, кроме использования тестового соединения, существуют и другие способы измерения тока преобразователя.

Например:

• Разорвите токовую петлю и добавьте мА-метр последовательно с датчиками. Это самый точный способ, и любые утечки тестовых диодов не будут иметь никакого значения.
• Я видел, как люди устанавливали прецизионный резистор последовательно с преобразователем, а затем измеряли падение напряжения на резисторе. Затем вы можете рассчитать ток, не разрывая контур. Конечно, точность резистора повлияет на результат.
• Вы также можете использовать клещи для измерения тока в петле. Однако чаще всего токоизмерительные клещи не очень точны.
• Вы также можете подключить внешний диод последовательно с преобразователем и использовать его таким же образом, как и тестовое соединение. Вы можете добавить несколько диодов последовательно, если вам нужно, чтобы он работал с мА-метром с более высоким импедансом.

 

Как насчет калибраторов Beamex?

В калибраторах Beamex импеданс при измерении в мА всегда был меньше 10 Ом, обычно около 7,5 Ом, поэтому их можно безопасно использовать в тестовом соединении преобразователя.

Однако, пожалуйста, обратите внимание, так как на рынке есть калибраторы известных марок, которые имеют импеданс в миллиамперах, который слишком высок для этого приложения и может вызвать эти проблемы.

Заключение

Я написал этот пост, так как несколько раз сталкивался с этой проблемой у людей. Я предполагаю, что есть еще люди, которые оценят эту информацию.

Ну, по крайней мере, мне теперь легче ответить на этот вопрос, когда его зададут в следующий раз. Я просто попрошу их прочитать ответ в блоге… 😉

Пожалуйста, дайте мне знать в комментариях, если вы нашли эту информацию полезной?

 

И, наконец, прежде чем вы уйдете…

Если вы хотите получать короткие электронные письма о публикации новых сообщений в этом блоге,  подпишитесь  введя свой адрес электронной почты в правой части «подписаться» поле. Не волнуйтесь, вы не будете получать электронные письма чаще одного раза в месяц.

Чтобы ознакомиться с калибраторами, которые предлагает Beamex, перейдите по ссылке ниже:

 

Преобразователь температуры Объяснение | Подключение и калибровка

В этой статье мы собираемся познакомить вас с очень распространенным устройством, используемым сегодня в управлении технологическими процессами, датчиком температуры.

Мы обсудим используемые с ними датчики и покажем, как они подключаются в типовой контур управления. Мы также дадим вам представление о том, как они откалиброваны.

Различные формы и размеры

9Датчики температуры 0002 доступны во всех различных формах и размерах в зависимости от области применения и среды, в которой они должны работать.

Вот некоторые из них:

– датчики температуры для монтажа на DIN-рейку,

– датчики температуры для полевого монтажа,

– датчики температуры в виде хоккейной шайбы.

Прежде чем мы подробно рассмотрим преобразователь температуры, давайте посмотрим, какое место он занимает в типичной системе управления технологическим процессом.

Что такое преобразователь температуры?

Преобразователь температуры представляет собой устройство, которое преобразует сигнал, создаваемый датчиком температуры, в стандартный инструментальный сигнал, представляющий измеряемую и контролируемую переменную температуры процесса.

Наиболее распространенный выходной сигнал измерительного преобразователя составляет от 4 до 20 мА.

Сигнал датчика температуры отправляется на контроллер, который определяет, какое действие требуется, и генерирует соответствующий выходной сигнал. Контроллеры сегодня представляют собой либо ПЛК, либо РСУ в управлении технологическим процессом.

Источник нагрева/охлаждения оказывает прямое влияние на процесс в соответствии с указаниями контроллера.

Двухпроводной датчик температуры

Для работы датчика температуры требуется источник питания. Большинство датчиков температуры являются двухпроводными и имеют только два провода. Эти два провода обеспечивают питание передатчика, а также являются сигнальными линиями!

4-проводной преобразователь температуры

4-проводной преобразователь имеет два провода, подключенных к источнику питания, и два сигнальных провода, подключенных к ПЛК. Источник питания может быть переменного или постоянного тока в зависимости от производителя и модели.

Наиболее распространенные датчики температуры

Мы немного рассказали о датчиках температуры, так что давайте сделаем это сейчас. Двумя наиболее распространенными датчиками температуры, используемыми в управлении технологическими процессами, являются термопара R esistance T emperature D etector (RTD).

Термопара производит изменение напряжения при изменении температуры. Термопары имеют только два провода.

RTD изменяет сопротивление при изменении температуры. В отличие от термопары, имеющей только два вывода, RTD может иметь два, три или четыре вывода.

Часто можно увидеть датчики температуры, которые могут работать либо с RTD, либо с термопарой.

Датчик температуры HART

Возможно, вы слышали термин «Цифровой датчик температуры» . Этот термин существует уже некоторое время, и его значение развивается. Исторически цифровой датчик температуры был интеллектуальным датчиком.

Преобразователь SMART представляет собой интеллектуальный преобразователь, который имеет аналоговый выход от 4 до 20 мА, а также предоставляет информацию о цифровом сигнале связи, такую ​​как имена тегов прибора, данные калибровки и диагностику датчика.

Эти датчики SMART используют протокол HART или FOUNDATION FIELDBUS или PROFIBUS.

Калибровка преобразователя температуры

Как и любой измерительный преобразователь, преобразователь температуры необходимо отрегулировать  или откалибровать  так, чтобы выходной ток от 4 до 20 мА представлял температурный диапазон измеряемой переменной процесса.

Например, переменная температуры процесса в диапазоне от 0°C до 100°C будет производить ток в диапазоне от 4 до 20 мА.

В каждом сценарии калибровки датчик заменяется устройством, которое может имитировать выходной сигнал датчика во всем диапазоне переменных температур процесса.

Термопара

Для термопары датчик заменяется устройством, которое производит диапазон милливольт . Как вы можете себе представить, создать эти малые напряжения непросто.

Для термометра сопротивления датчик заменяется устройством, которое создает сопротивление в диапазоне . Исторически устройство, производившее диапазон сопротивлений, представляло собой десятилетнюю коробку.

Сегодня у нас есть эталонные калибраторы сигналов, которые могут выдавать различные электрические сигналы, которые могут имитировать RTD и термопары, что значительно упрощает калибровку датчиков температуры. Как выполняются фактические корректировки?

Калибровка датчика температуры старого типа

Датчики температуры старого типа имеют многооборотные регулировки потенциометра, называемые Zero  и Span .

Потенциометр нуля настроен на подачу 4 мА при моделируемой температуре 0 %, а потенциометр диапазона настроен на подачу 20 мА при моделируемой температуре 100 %.

В качестве примера, давайте откалибруем преобразователь температуры, подключенный к термосопротивлению PT100, предполагая диапазон температур от 32°F до 100°F.

Мы можем получить значения сопротивления при наших температурах калибровки из таблицы PT100. Начнем с калибровки нуля. Как вы можете видеть в таблице калибровки, RTD PT100 имеет сопротивление 100 Ом при 32°F, поэтому мы установим 100 Ом на декаде.

Ток мультиметра следует отрегулировать до 4 мА, вращая винт регулировки нуля.

Для калибровки диапазона мы найдем температуру верхнего диапазона в таблице и установим соответствующее сопротивление в поле декады. Ток мультиметра следует отрегулировать до 20 мА, вращая винт регулировки диапазона.

Калибровка датчиков температуры нового типа

Датчики температуры нового типа не имеют внешних настроек нуля или диапазона, но программируются или калибруются с помощью программного обеспечения. Передатчик подключается к компьютеру через последовательное соединение USB.

Беспроводной датчик температуры

Эта статья была бы неполной, если бы мы не рассказали об одной из новейших тенденций в области датчиков; Беспроводной передатчик.

Как следует из названия, передатчик не посылает сигнал приемнику по проводам. Сигнал передается на приемник через сигнал Wi-Fi.

После получения сигнала его можно отправить на компьютер, чтобы показания можно было сохранить, а затем распечатать или экспортировать в электронную таблицу. Или же полученный сигнал можно повторно передать по проводам в виде сигнала 4–20 мА на ПЛК.

Чтобы узнать больше о датчиках температуры, ознакомьтесь со следующими статьями по теме:

— Что такое датчик температуры?

– Описание датчика Pt100

Резюме

Давайте рассмотрим, что мы обсуждали…

– датчики температуры доступны в нескольких различных формах и размеры.