ترانسمیتر دما چیست؟ و تفاوت آن با سنسور دما

ترانسمیتر دما چیست؟

یک فرستنده دما سیگنال ترموکوپل یا RTD را به سیگنال خروجی 4-20 میلی آمپر تبدیل می کند و راه حل ایده آلی برای بسیاری از برنامه های اندازه گیری دما از راه دور است.

فرستنده های 4-20ma نسبت به دستگاه های اندازه گیری دما معمولی مزایای مشخصی دارند. کار با سنسورهای دما و فرستنده های دما می تواند یک فرآیند پیچیده و در عین حال موثر باشد.

برای استفاده کارآمد از هر دوی این ابزارها، بهتر است برای درک تفاوت ها و همچنین نحوه کار آنها برای اندازه گیری تغییر دما، آموزش دیده و مطلع باشید.

موارد استفاده ترانسمیتر دما

از دهه 1950، زمانی که الکترونیک واقعاً شروع به ورود به بازار انبوه کرد، فرستنده ها در هر صنعت بزرگی که سنسورهای دما وجود دارد استفاده شده است:

• هوافضا
• شیمیایی
• غذا و نوشیدنی
• انرژی
• تهویه مطبوع
• داروسازی
• آبکاری فلز
• معدن
• نفت و گاز
• پتروشیمی ها
• مدیریت پسماند و آب
• OEM های الکترونیکی

ورودی ترانسمیتر دما چیست؟

رایج ترین انواع ورودی برای فرستنده های دما ترموکوپل ها و RTD ها هستند. ورودی ترموکوپل امروزه در صنعت، فرستنده های ترموکوپل معمولاً برای ترموکوپل های فلزی پایه طراحی می شوند.
آنها از نوع K، T، J و E هستند. این بدان معنا نیست که نمی‌توانید فرستنده‌هایی را برای انواع دیگر ترموکوپل‌ها پیدا کنید، اما ممکن است گران‌تر باشند.

ترموکوپل ها دارای دو سیم هستند، بنابراین فرستنده ها دارای دو ترمینال ورودی هستند که در آن سیم ها می توانند وصل شوند.

اگر متوجه شدید که دستگاه شما مقادیر نادرست را می خواند، باید دستگاه را با استفاده از این پتانسیومترها بچرخانید.

خروجی ترانسمیتر دما چیست؟

فرستنده‌های دما به‌عنوان واسطه حسگر و گیرنده عمل می‌کنند، بنابراین باید مقداری را تولید کنند که توسط ابزار دقیق گیرنده قابل اندازه‌گیری باشد.

در سراسر صنعت، خروجی استاندارد یک فرستنده دما 4-20mA، 0-5VDC یا 0-10VDC است.

چرا از ترانسمیتر دما استفاده می کنیم؟

در بسیاری از موارد، دمای یک فرآیند از راه دور باید کنترل شود. دستگاه‌های معمولی سنجش دما سیگنال‌های بسیار کوچکی تولید می‌کنند. این سنسورها را می توان به یک فرستنده دو سیم متصل کرد که این سیگنال کوچک را تقویت و تنظیم کند.

هنگامی که این سیگنال به سطح قابل استفاده تنظیم می شود، می تواند از طریق سیم مسی معمولی منتقل شود و برای رانندگی تجهیزات دیگر مانند متر، دیتالاگر، ضبط کننده نمودار، رایانه یا کنترلر استفاده شود.

تفاوت بین سنسور دما و ترانسمیتر دما چیست؟

قابل توجه ترین تفاوت این است که سنسور وسیله ای است برای اندازه گیری دمای فیزیکی و در ادامه آن را به واحدهای قابل اندازه گیری جریان الکتریکی از جمله ولتاژ یا مقاومت تبدیل می کند.

در حالی که ترانسمیتر، دستگاه متصل به سنسور است که برای تبدیل دمای اندازه گیری شده به سیگنال کار می کند تا بتوان آن را دید، ثبت و نگهداری کرد.

اگرچه هر دو ابزار متفاوتی هستند، اما هر دو با هم کار می کنند و نقش مهمی در حصول اطمینان از اندازه گیری و انتقال دقیق دما دارند تا بتوان آن را کنترل کرد.

چگونه از یک ترانسمیتر دما استفاده کنیم؟

یک فرستنده دما جریان را از منبع تغذیه dc راه دور متناسب با ورودی سنسور خود می گیرد. سیگنال واقعی به عنوان تغییر در جریان منبع تغذیه منتقل می شود.

به طور خاص، یک فرستنده ورودی ترموکوپل هنگام اندازه گیری پایین ترین دمای فرآیند، 4 میلی آمپر جریان را از منبع تغذیه dc می گیرد. سپس، با افزایش دما، فرستنده ترموکوپل جریان بیشتری را به نسبت 20 میلی آمپر می کشد.

این سیگنال 20 میلی آمپری مربوط به بالاترین دمای حس شده ترموکوپل است. مدار تهویه سیگنال داخلی فرستنده (که توسط بخشی از جریان 4-20 میلی آمپر تغذیه می شود) محدوده دمایی سیگنال جریان خروجی را تعیین می کند.

مزایای ترانسمیتر دما چیست؟

ترانسمیترهای دما مزایای زیادی نسبت به روش های سنتی تر اندازه گیری دما دارند.

1. برق ac در مکان راه دور برای کارکردن یک فرستنده دو سیمه مورد نیاز نیست.

     از آنجایی که فرستنده ها توسط یک سیگنال جریان خروجی سطح پایین 4-20 میلی آمپر تغذیه می شوند، نیازی به تامین برق اضافی در محل راه دور نیست. علاوه بر این، سیگنال معمولی

     24 Vdc لازم برای عملکرد در کارخانه هایی که دارای مقادیر زیادی ابزار دقیق هستند، استاندارد است.

    2. نویز الکتریکی و کاهش سیگنال برای کاربران فرستنده دو سیم مشکلی ایجاد نمی کند.

سیگنال خروجی جریان فرستنده زمانی که نویز الکتریکی محیط به میان می آید، ایمنی بالایی دارد.

هر نویز که در جریان خروجی ظاهر می شود معمولاً با رد حالت معمول دستگاه گیرنده   حذف می شود. علاوه بر این، سیگنال خروجی جریان با فاصله تغییر نمی کند (کاهش می یابد) مانند اکثر سیگنال های ولتاژ.

    3. هزینه سیم هنگام استفاده از فرستنده ها به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

سیگنال های ولتاژ پایین تولید شده توسط ترموکوپل ها تقریباً همیشه نیاز به استفاده از کابل محافظ دارند، زمانی که آنها به فاصله قابل توجهی ارسال می شوند.

نویز الکتریکی محیط از رله‌های الکتریکی قوس دار، موتورها و خطوط برق ac می‌تواند با این سیگنال‌ها که در یک کابل بدون محافظ منتقل می‌شوند، ویرانی ایجاد کند.

علاوه بر این، سیم گیج گران قیمت و سنگی اغلب در برنامه هایی نصب می شود که نیاز به کابل کشی طولانی دارند (زیرا خطاهای ناشی از افت ولتاژ سیگنال ناشی از مقاومت خط را کاهش می دهد).

برای اتصال تمام تجهیزات مربوطه در یک سیستم فرستنده دو سیم می توان از سیم مسی معمولی استفاده کرد. سیگنال خروجی جریان 4-20 میلی آمپر نسبتاً در برابر نویزهای الکتریکی محیط مصون است و با انتقال مسافت طولانی، حتی روی یک سیم با قطر کوچک، تخریب نمی شود.

افزودن یک فرستنده دما به یک سیستم، مشکل نیاز به تامین طولانی مدت سیم گران قیمت و مقدار زیادی محافظ را از بین می برد.

نحوه انتخاب فرستنده دمای مناسب

• عملکرد یک فرستنده دما را درک کنید

اگر قبلاً این کار را نکرده‌اید، باید وقت بگذارید و بخش‌های بالا را بخوانید تا یک نمای کلی کامل از عملکرد یک فرستنده دما داشته باشید. چند نکته را که باید قبل از رفتن به مرحله بعد در نظر گرفت:

1. فرستنده در کجا نصب خواهد شد؟ در چه نوع محیطی باید کار کند؟
2. یک خطای اندازه گیری چقدر هزینه دارد؟ این میزان پیچیدگی مورد نیاز فرستنده شما را تعیین می کند.
3. آیا فرستنده باید قابل برنامه ریزی باشد؟

• ورودی ها را شناسایی کنید

بسته به اینکه از ترموکوپل یا RTD استفاده می کنید، باید ورودی های مناسب را انتخاب کنید. این بستگی به سنسور شما دارد. محدوده دما و دقت باید برای تعیین نوع ترموکوپل و RTD مورد نظر استفاده شود. به عنوان مثال، ترموکوپل نوع K برای محدوده دمایی 200- تا 1260 درجه سانتیگراد استفاده می شود.

• خروجی ها را شناسایی کنید

شما باید بتوانید کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) یا واحد جمع آوری داده خود را بررسی کنید و تعیین کنید که کدام نوع خروجی باید از فرستنده ها ارسال شود. این معمولاً یک سیگنال 4-20 میلی آمپر است، اما 0-5VDC و 0-10VDC نیز خروجی های استاندارد هستند.

• منبع تغذیه را شناسایی کنید

منبع تغذیه چیزی است که باید بر اساس سایر اجزای سیستم خود تصمیم بگیرید. اگر لوازم الکترونیکی دارید که با ولتاژ 12VDC کار می کند، منطقی است که از 12VDC به عنوان منبع تغذیه خود استفاده کنید. اگر هیچ نیازی ندارید، از 24VDC به عنوان منبع تغذیه استفاده کنید. این استاندارد صنعتی است.

• تامین کننده را پیدا کنید.

هنگامی که آماده خرید فرستنده خود هستید، مهم است که تامین کننده ای را پیدا کنید که بتواند تقاضای شما را برآورده کند. برگه اطلاعات محصولی را که فکر می‌کنید به بهترین شکل با ورودی‌ها، خروجی‌ها و منبع تغذیه شما مطابقت دارد پیدا کنید، سپس همه الزامات موجود در برگه داده را تأیید کنید.

حتما وقت بگذارید. انتخاب فرستنده مناسب برای برنامه شما مستلزم درک روشنی از نحوه ادغام آن در فرآیندهای شما، دقیقا نیازهای شما و چگونگی تاثیر محیط آن بر عملکرد آن است.

یافتن تامین کننده ای که بتواند به شما کمک کند و به سوالات شما پاسخ دهد، هنگام انتخاب یک فرستنده برای یک برنامه جدید ضروری است.

مشکل حلقه زمین

اگر یک میله اتصال به زمین در دو نقطه مختلف به زمین رانده می شد و یک ولت متر بین آنها وصل می شد، اختلاف ولتاژ بین آن دو تشخیص داده می شد.

این اختلاف پتانسیل تقریباً بین هر دو نقطه در سطح زمین وجود دارد. هنگامی که فرد سعی می کند فرآیندی را که در یک مکان دور است اندازه گیری کند، این اختلاف ولتاژ باعث ایجاد جریان خطا در طول خط می شود که به آن سیگنال “حلقه زمین” می گویند. نتیجه آن یک خطا در نمایشگر خواهد بود.

برای جلوگیری از خطاهای “حلقه زمین” از این نوع، یک فرستنده دمای ایزوله برای سیستم خود انتخاب کنید. این نوع فرستنده سیگنال سنسور را به صورت اپتوالکترونیکی از حلقه جریان خروجی جدا می کند. این به کاربر امکان می دهد هم سنسور و هم یک طرف حلقه فعلی را زمین کند.

مشخصات ترانسمیتر دما

• فرستنده ها یک خروجی دو سیم را با همان سیم کشی مورد استفاده برای برق و خروجی ارائه می دهند. مقاومت بار به صورت سری با منبع تغذیه dc وصل می شود و جریان گرفته شده از منبع تغذیه یک سیگنال خروجی 4-20 میلی آمپر یا سیگنال خروجی است که متناسب با سیگنال ورودی است.
• انتقال دو سیم اجازه نصب از راه دور فرستنده را در نزدیکی سنسور می دهد تا اثرات نویز و کاهش سیگنال را که خروجی های سنسور سطح پایین مستعد هستند به حداقل برساند.
• یک محفظه فلزی ناهموار، مناسب برای نصب در میدان، حفاظت از محیط زیست و اتصالات ورودی و خروجی ترمینال پیچ را ارائه می دهد. این محفظه ممکن است روی سطح یا استاندارد رله نصب شده باشد.
• اکثر فرستنده‌های دما به سیگنال ولتاژ تولید شده توسط ترموکوپل یا RTD خطی می‌شوند، اگرچه مدل‌های جدیدی اکنون در دسترس هستند که به دمای واقعی خطی می‌شوند.

فلومتر آب چیست و چگونه کار می کند؟ و چگونه یک فلومتر انتخاب کنیم؟