APLIKACJE

Przetwornik temperatury – definicja, zasada działania, rodzaje

Przetwornik temperatury to powszechnie używane w układach pomiarowych urządzenie. Jak działa to urządzenie i w jakim celu się je stosuje? Jakie są rodzaje przetworników temperatury? Czym różni się czujnik temperatury od przetwornika? Czytaj dalej i poznaj odpowiedzi na te pytania!

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

Układ pomiarowy z bezprzewodowym przetwornikiem temperatury JUMO Wtrans B zamontowanym w głowicy czujnika

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.

Czujnik temperatury i przetwornik to różne urządzenia, które ściśle ze sobą współpracują

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

Przetworniki temperatury z serii JUMO dTRANS T03 – po lewej montowany na szynie DIN, dwa głowicowe po prawej

Dodatkowe funkcje

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