На пример, на 0℃ е приближно 100Ω, а на 100℃ е приближно 138,5Ω.
Така, кога се прави судење на лице место за температурата на Pt100, всушност треба прво да се измери неговата вредност на моменталната отпорност, а потоа да се претвори во соодветната температура во степени Целзиусови врз основа на односот помеѓу отпорот и температурата.
Кога предавателот мери Pt100, тој му дава на сензорот релативно мала и стабилна мерна струја, а потоа го мери напонот на двата негови краја. Со користење на напонот и струјата се пресметува вредноста на отпорот.
R = U / I
Откако ќе се добие вредноста на отпорот, предавателот ја претвора во вистинската температура според стандардната скала од Pt100.
Овој процес може да се разбере како: Температура → Отпор → Вредност на температура → Стандарден сигнал.
III. Жици од серијата Pt100
Вредноста на отпорот на Pt100 не е висока, така што отпорот на поврзувачките жици ќе влијае на резултатот од мерењето.
На пример, ако Pt100 моментално е 110Ω, но двете жици имаат вкупен отпор од 2Ω, кога се мери во системот со две жици, инструментот ќе види 112Ω, а овие дополнителни 2Ω, исто така, ќе се пресметаат како отпор на Pt100, а крајната прикажана температура ќе биде повисока.
Затоа, предноста на системот со две жици е тоа што жиците се едноставни, но и недостатокот е очигледен. Отпорот на кабелот на теренот ќе се внесе во резултатот од мерењето.
Системот со три жици го компензира отпорот на поврзувачките жици преку мерното коло и е широко користен во индустриските полиња.
Системот со четири жици ги одвојува линијата за мерна струја и линијата за откривање на напон, што дополнително може да ја намали грешката предизвикана од отпорот на поврзувачките жици и е погоден за прилики со поголема прецизност.
Кога ќе наидете на температура Pt100 која е постојано висока или ниска на теренот, немојте веднаш да претпоставувате дека сондата е скршена. Начинот на поврзување, отпорот на кабелот, дали приклучокот за поврзување е лабав и дали има оксидација, сите овие треба да се проверат заедно.
IV. Мерење на температурата на термоспој
Методот на мерење на термопаровите е различен од Pt100.
Термопаровите и Pt100 не се засноваат на истиот принцип. Тие се составени од два различни метални проводници. На пример, најчесто користениот термоспој од К-тип на терен е обично никел-хром - никел-силициум.
Овие два метали се заваруваат заедно на предниот крај за да го формираат мерниот крај. Сè додека постои температурна разлика помеѓу мерниот крај и референтниот крај, ќе се генерира термоелектричен потенцијал.
Овој напон е многу мал, генерално на миливолтно ниво.
По промената на температурата, ќе се промени и термоелектричниот потенцијал.
Процесот на конверзија на сигналот може да се разбере како: температурната разлика прво станува многу мал миливолтен сигнал, а потоа инструментот го претвора овој миливолтен сигнал во температура.
Откако температурниот предавател ќе се поврзе со термоспојот, главната задача е да се измери излезниот сигнал на миливолт од него, а потоа да се пресмета температурата според карактеристиките што одговараат на различни броеви на скала како што се К-тип, J-тип, S-тип и Т-тип.
Материјалите што се користат за термопарови од типот K, J-тип, S-тип и Т-тип се различни, а соодветната врска помеѓу температурата и термоелектричниот потенцијал е исто така различна. Затоа, параметрите на предавателот треба да бидат конзистентни со типот на термоспој на теренот.
V. Компензација на ладна раскрсница
Термоспојот ја рефлектира температурната разлика помеѓу мерниот крај и референтниот крај.
Да претпоставиме дека мерниот крај е поставен во печка од 500℃, а другиот крај е поврзан со предавателот на температурата. Во тоа време, термоелектричниот потенцијал генериран од термоспојот не е поврзан само со температурата во печката, туку и со температурата во близина на приклучниот терминал на предавателот.
Ако температурата на околината на приклучниот терминал се промени, соодветниот термоелектричен потенцијал исто така ќе се промени за истата температура на печката.
Затоа, предавателот на температурата од типот на влезен термоспој ќе ја открие температурата во близина на приклучниот терминал и ќе го пресмета ова влијание, што е компензација на ладниот спој.
Ако температурата на термоспојот флуктуира случајно, полека се движи или не се совпаѓа со фактичката состојба на локацијата, генерално, проверете дали позитивните и негативните полови се поврзани обратно, дали жицата за компензација се користи правилно, дали температурата во близина на приклучниот терминал значително се менува и потоа проверете дали има проблем со компензацијата на ладниот спој.
VI. Зошто треба да се пренесе
Pt100 ги пренесува промените на отпорот, додека термоспојот пренесува миливолтни сигнали. И двата од овие сигнали се погодни за мерење на лице место и не се погодни за испраќање многу далеку до контролната соба.
Pt100 е подложен на влијанието на отпорот на линијата.
Амплитудата на сигналот на термоспојот е многу мала. Електромагнетните пречки генерирани од мотори, конвертори на фреквенција и кабли со висока моќност на терен, исто така, лесно можат да влијаат на стабилноста на мерењето.
Затоа, на локацијата ќе бидат додадени температурни предаватели. Прво, овие необработени сигнали ќе се соберат, потоа ќе се засилат, филтрираат, компензираат и линеаризираат и на крајот ќе се обединат во стандардни сигнали кои полесно ги примаат PLC и DCS.
Вообичаените излезни форми вклучуваат 4-20mA, 0-10V, HART, RS485, Modbus итн.
Меѓу нив, 4-20 mA е широко користен на терен.
Седум. Излез од 4-20 mA
На пример, ако температурниот предавател има опсег од 0-200℃ и излезот е 4-20mA, тогаш 0℃ одговара на 4mA, а 200℃ одговара на 20mA. Вредностите помеѓу генерално се пропорционални со опсегот. 0℃ одговара на 4mA, 100℃ одговара на 12mA, а 200℃ одговара на 20mA.
Ако струјата во колото на теренот се мери дека е 16 mA, тогаш температурата може да се конвертира со методот „одземете 4 mA од вистинската струја, поделите со 16 mA, множете со опсегот и додадете ја долната граница на опсегот“. Замена на опсегот 0-200℃: (16-4) ÷ 16 × 200 = 150℃.
Затоа, 16mA одговара на 150℃.
4mA има и практична функција како почетна точка на опсегот.
Во нормални околности, дури и ако вистинската температура е точно на долната граница на опсегот, сепак треба да има околу 4 mA струја во колото; ако падне на блиску до 0 mA, тоа обично не е нормален температурен сигнал и треба внимателно да се проверат напојувањето, жиците, терминалите и целото струјно коло.
4-20mA е широко користен на терен, а една важна причина е тоа што е релативно лесен за ракување за пренос на долги растојанија. Ќе има одреден пад на напон на линијата или некакви електромагнетни пречки на теренот, а со него е релативно полесно да се справите во споредба со другите методи.
VIII. Внатрешна обработка
По добивањето на сигналот од сензорот, предавателот на температурата исто така поминува низ неколку фази на обработка.
1. Стекнување сигнал.
Предавателот е поврзан со Pt100 напред, кој ја мери промената на отпорот; тој е поврзан со термоспојот, кој го мери миливолтниот сигнал. Затоа, поставките на параметарот мора да бидат конзистентни со вистинскиот тип на сензор на теренот.
2. Засилување и филтрирање.
Излезот на термоспојот е од неколку миливолти до неколку десетици миливолти. Сигналот е релативно мал, така што предниот крај на предавателот обично треба да се засили, а бучавата и пречките што се внесуваат од теренот треба да се филтрираат колку што е можно повеќе.
3. Линеаризација.
Без разлика дали се работи за Pt100 или термоспој, нивните оригинални сигнали и температура не можат едноставно да се пресметаат од почеток до крај користејќи едноставна пропорција. Затоа, внатрешната конверзија на инструментот мора да ги следи соодветните стандардни карактеристики на скалата.
4. Надомест и корекција.
За термопарови, покрај конверзијата на скалата, мора да се направи и компензација на ладниот спој; некои интелигентни температурни предаватели дополнително ќе го коригираат температурниот нанос, нултата точка или отстапувањето на сензорот на внатрешното коло.
По овие чекори за обработка на сигналот, предавателот ја конвертира конечната температура во 4-20 mA или ја испраќа до PLC, DCS, броилата на екранот или системите за стекнување преку HART или дигитални комуникациски методи на fieldbus.
IX. Систем со две жици
Многу температурни предаватели од 4-20 mA користат метод на поврзување со две жици.
Овие две жици се одговорни и за напојување и за пренос на мерниот сигнал.
Предавателот, напојувањето и аналогниот влезен модул на контролниот систем се поврзани во серија во исто струјно коло. Предавателот ја добива потребната моќност за неговото работење од колото и ги претвора информациите за температурата во 4-20 mA со прилагодување на струјата на колото.
Вообичаените предаватели за температура со две жици на теренот, каде што напојувањето и сигналот од 4-20 mA користат ист пар жици, и двата го снабдуваат напојувањето на предавателот и го враќаат мерниот сигнал до контролниот систем.
X. Резиме
Ако приказот на температурата на лице место е неточен, тоа не мора да значи дека предавателот на температурата е неисправен.
Колото за мерење на температурата е: сензор за температура → жица за поврзување → приклучен блок → предавател на температура → коло 4-20 mA → аналоген влезен модул → PLC или DCS.
Без разлика кој дел од овој синџир е неисправен, температурата прикажана на централната контрола може да биде ненормална. Затоа, при решавање проблеми, не треба да се фокусирате само на сензорот или предавателот.
Затоа, при спроведувањето на истрагата, поефективен пристап е да се спроведуваат проверките чекор по чекор по насоката на пренос на сигналот.
Температурниот предавател не директно ја „мери температурата“, туку прецизно го конвертира и пренесува температурниот сигнал помеѓу сензорот на локацијата и контролниот систем.
-- Извадок од официјална сметка на врсник
Yuyao Huangong automation instruments factory