Co je to teplotní převodník?

Snímač teploty je druh měřicího převodníku – zařízení, které zpracovává měřicí signály.

Snímače teploty mohou být samostatná zařízení nebo mohou pracovat ve spojení s teplotními senzory.

Snímač teploty – princip fungování

Snímače teploty zesilují signál z teplotního čidla (např. odporového teplotního čidla pt100, termočlánku), zajišťují jeho linearizaci a převod na napěťový signál (např. 0-10 V) nebo proudový signál (např. 4-20 mA, 0-20 mA). Jsou srdcem měřicího systému, protože převádějí fyzikální veličiny na měřicí signál, který je srozumitelný pro řídicí jednotku (např. PLC, regulátor, rejstrator).

Příklad fungování teplotního převodníku

Například převodník s termočlánkovým vstupem odebírá při měření nejnižší teploty proud 4 mA z napájecího zdroje.

Poté, jak teplota stoupá, vysílač odebírá úměrně vyšší proud, až dosáhne 20 mA, což je maximální teplota snímaná senzorem.

Jinými slovy, 4 a 20 mA odpovídají nejnižší a nejvyšší teplotě snímače. Například pokud je teplotní rozsah snímače 0–100 °C, signál 4 mA by indikoval 0 °C. Stejným způsobem by 20 mA indikovalo 100 °C.

Výhody a účely teplotních převodníků

Hlavním úkolem teplotních převodníků je převést analogový signál z primárního měřicího prvku na standardizovaný výstupní signál. Někdy se tento analogový signál převádí na digitální signál.

Moderní teplotní převodníky s digitální přenosovou technologií však nabízejí mnohem více: přinášejí výrazné zlepšení v přesnosti měření, univerzálnosti, bezpečnosti a úspoře nákladů.

Shrneme-li to, výhody použití převodníků v procesu měření teploty jsou následující:

• signál teplotního senzoru je odolnější vůči rušení přítomnému v průmyslovém prostředí, a to i na velké vzdálenosti

• poskytují galvanické oddělení (oddělení mezi funkčními bloky elektrického systému, které zabraňuje přímému toku proudu z jednoho bloku do druhého) mezi obvodem Pt100 a vstupním signálem

• umožňují použití běžného přenosového kabelu namísto kompenzačních kabelů

• teplotní převodníky pro termoelektrické senzory kompenzují teploty studeného konce

• jednodušší údržba a větší diagnostické možnosti

• výstupní signál je kompatibilní s mnoha standardními zařízeními

Teplotní čidlo versus teplotní převodník – rozdíl

Nejvýraznějším rozdílem je, že teplotní senzory, jako jsou odporové teplotní detektory, jsou zařízení, která měří nebo snímá fyzickou teplotu a převádí ji na měřitelné jednotky elektrického proudu, včetně napětí nebo odporu.

Snímač teploty je naopak zařízení připojené k čidlu, které převádí naměřenou teplotu na signál, aby mohla být zobrazena, zaznamenána a udržována.

Ačkoli se jedná o různá zařízení, teplotní senzor i teplotní převodník spolupracují a hrají klíčovou roli při zajišťování přesného měření a přenosu teploty, aby ji bylo možné regulovat.

Snímače teploty – typy

Podle signálu

S ohledem na signál se rozlišuje mezi:

• analogové výstupní teplotní převodníky

• teplotní převodník 4 20 mA – nejčastěji používaný, protože většina průmyslových zařízení je navržena pro komunikaci v tomto teplotním rozsahu.

• 0-10 V teplotní převodník

• digitální teplotní převodníky

Podle typu montáže

S ohledem na místo montáže rozdělujeme teplotní převodníky na:

• hlavové teplotní převodníky – určené pro přímou montáž do hlavových teplotních senzorů

• teplotní převodníky pro montáž na DIN lištu pro montáž na panel

• polní převodníky pro instalaci v procesních zařízeních

Další funkce

Do teplotního snímače lze integrovat další senzory, např. senzor vlhkosti nebo tlaku. Můžete si také vybrat například mezi verzí s displejem nebo bez displeje.

• Vysílač vlhkosti a teploty – integrovaný senzor vlhkosti

• tlakový a teplotní převodník – integrovaný snímač tlaku

• teplotní snímač s LCD displejem

Použití

Některé náročné aplikace, jako jsou například nebezpečné oblasti, vyžadují speciálně upravené převodníky.

• snímač teploty pro prostředí s nebezpečím výbuchu