Przetworniki temperatury – co to?

Przetwornik temperatury to rodzaj przetwornika pomiarowego – urządzenia, które przetwarzającego sygnały pomiarowe.

Przetworniki temperatury mogą być samodzielnymi urządzeniami, lub współpracować z czujnikami temperatury.

Przetwornik temperatury – zasada działania

Przetworniki temperatury wzmacniają sygnał z czujnika temperatury (np. rezystancyjnego czujnika temperatury pt100, termopary), zapewniają jego linearyzację i zamianę na sygnał napięciowy (np. 0-10 V) lub prądowy (np. 4-20mA, 0-20mA) . Są sercem układu pomiarowego, ponieważ dzięki nim wartości fizyczne są zamieniane na zrozumiały dla serownika (np. sterownika PLC, regulatora, rejstratora) sygnał pomiarowy.

Przykład działania przetwornika temperatury

Przykładowo, przetwornik z wejściem termopary pobiera z zasilania prąd 4 mA podczas pomiaru najniższej temperatury.

Następnie, w miarę wzrostu temperatury, przetwornik pobiera proporcjonalnie większy prąd, aż do osiągnięcia 20 mA, czyli maksymalnej temperatury wyczuwanej przez czujnik.

Innymi słowy, 4 i 20 mA odpowiadają odpowiednio najniższej i najwyższej temperaturze czujnika.

Na przykład, jeśli zakres temperatury czujnika wynosi 0-100 ℃, sygnał 4mA wskazywałby 0℃. W ten sam sposób 20mA oznaczałoby 100℃.

Zalety i cele stosowania przetworników temperatury

Głównym zadaniem przetworników temperatury jest przetworzenie sygnału analogowego z podstawowego elementu pomiarowego na znormalizowany sygnał wyjściowy. Jednak nowoczesne przetworniki temperatury z cyfrową technologią transmisji mają do zaoferowania znacznie więcej: oferują znaczną poprawę dokładności pomiaru, wszechstronność, bezpieczeństwo i oszczędność kosztów.

Podsumowując, zalety stosowania przetworników w procesie pomiaru temperatury to:

• sygnał z czujnika temperatury odporniejszy na zakłócenia obecne w warunkach przemysłowych, także na dużych odległościach

• zapewniają separację galwaniczną (izolację między blokami funkcyjnymi systemu elektrycznego, która zapobiega bezpośredniemu przepływowi prądu z jednego bloku do drugiego) pomiędzy obwodem Pt100 a sygnałem wejściowym

• pozwalają na użycie zwykłego przewodu transmisyjnego zamiast przewodów kompensacyjnych

• przetworniki temperatury dla czujników termoelektrycznych kompensują temperaturę zimnych końców

• prostsza konserwacja i większe możliwości diagnostyczne

• sygnał wyjściowy współpracuje z wieloma standardowymi urządzeniami

Czujnik temperatury a przetwornik temperatury – różnica

Najbardziej zauważalną różnicą jest to, że czujnik temperatury jest urządzeniem, które mierzy lub wyczuwa temperaturę fizyczną i przekształca ją w mierzalne jednostki prądu elektrycznego, w tym napięcie lub opór.

Natomiast przetwornik temperatury to urządzenie podłączone do czujnika, które pracuje nad przekształceniem zmierzonej temperatury w sygnał, dzięki czemu można go zobaczyć, zarejestrować i utrzymać.

Mimo, że są to różne urządzenia, oba pracują razem i odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu dokładnego pomiaru i przekazywania temperatury, co pozwala na jej kontrolowanie.

Przetworniki temperatury – rodzaje

Ze względu na sygnał

Ze względu na sygnał wyróżnia się :

• analogowe przetworniki temperatury

  • przetwornik temperatury 4-20ma – najczęściej stosowane, ponieważ większość urządzeń przemysłowych jest przystosowana do komunikacji w tym zakresie temperatur.

  • przetwornik temperatury 0-10V

• cyfrowe przetworniki temperatury

Ze względu na typ montażu

Ze względu na miejsce montażu przetworniki temperatury dzielimy na:

• głowicowe przetworniki temperatury – przeznaczone do bezpośredniego montażu w głowicowych czujnikach temperatury

• przetworniki temperatury do montażu na szynie DIN, przeznaczone do panelowej zabudowy

• przetworniki obiektowe, do montażu na instalacji technologicznej

Dodatkowe funkcje

Przetwornik temperatury może mieć zintegrowane dodatkowe czujniki np. wilgotności lub ciśnienia. Można wybierać również między np. wersją z wyświetlaczem lub bez.

• przetwornik wilgotności i temperatury – zintegrowany sensor wilgotności

• przetwornik ciśnienia i temperatury – zintegrowany czujnik ciśnienia

• przetwornik temperatury z wyświetlaczem

Aplikacja

Niektóre wymagające aplikacje, takie jak np. strefy zagrożone wybuchem, wymagają specjalnie dostosowanych przetworników.

• przetwornik temperatury do strefy ex

Jaka jest temperatura otoczenia przetworników temperatury?

Temperatura otoczenia czujników temperatury JUMO to;

JUMO dTRANS T03

• Montaż: W głowicy / na szynie DIN
• Zakres temperatury otoczenia: -25 do 70 °C / -40 do 85 °C

JUMO dTRANS T05

• Montaż: Główkowy / na szynie DIN
• Zakres temperatury otoczenia: -40 do 85 °C, -10 do 70 °C (wersja na szynie)

JUMO dTRANS T06

• Montaż: Na szynie DIN z wyświetlaczem
• Zakres temperatury otoczenia: -10 do 70 °C

JUMO dTRANS T06 Junior

• Montaż: Uniwersalny, na szynie DIN
• Zakres temperatury otoczenia: -10 do 70 °C

JUMO dTRANS T06 Ex

• Montaż: Z dopuszczeniem SIL do strefy Ex
• Zakres temperatury otoczenia: -10 do 70 °C

JUMO dTRANS T07

• Montaż: Dwukanałowy z HART® / ATEX / SIL
• Zakres temperatury otoczenia: -40 do 85 °C

JUMO Wtrans B

• Montaż: Bezprzewodowy, do głowicy typu B
• Zakres temperatury otoczenia: -30 do 85 °C

JUMO dTRANS T08

• Montaż: Kompaktowy, na szynie DIN
• Zakres temperatury otoczenia: -25 do 70 °C

JUMO dTRANS T09

• Montaż: Nakręcany na czujniki Pt100 / Pt1000 ze złączem M12
• Zakres temperatury otoczenia: -40 do 85 °C