Donnerstag, 25.Juni 2020was ist ein Temperaturmessumformer?

Bei der Auswahl eines Temperaturmessumformers müssen viele Aspekte berücksichtigt werden. Hier finden Sie eine fünfstufige Anleitung zur Auswahl der richtigen für Ihre Anwendung.

So wählen Sie den richtigen für Ihre Anwendung aus

Ein Temperaturmessumformer ist ein elektronisches Gerät, mit dem eine Temperaturmessung über zwei Drähte an die Verarbeitungseinheit gesendet wird. Der Sender ist dafür verantwortlich, das kleine elektrische Signal vom Temperatursensor in ein besser lesbares Signal für die Verarbeitungseinheit umzuwandeln. In den meisten Fällen wird das Signal an eine Art Programmatic Logic Controller (PLC) oder Empfänger gesendet.

Wenn Sie über die Verwendung von Thermoelementen, Widerstandstemperaturdetektoren (RTDs) oder thermischen Widerständen nachdenken und sich fragen, wie Sie ihre Mikrosignale an den Industriestandard 4-20mA übermitteln können, müssen Sie einen Sender verwenden.

Transmitter werden wegen ihrer räumlichen Nähe gemeinhin als Transducer bezeichnet und können austauschbar verwendet werden.

Transmitter sind physikalisch so ausgelegt, dass sie viele verschiedene Arten von Ein- und Ausgängen akzeptieren und liefern. Sie benötigen eine Versorgungsspannung und haben je nach Anwendung unterschiedliche physikalische Formen.

Wie funktionieren Temperaturmessumformer?

Transmitter zielen darauf ab, das Signal des Temperatursensors zu verstärken und zu filtern. Wie dies geschieht, variiert je nach verwendetem Sensor geringfügig.

Bei Verwendung eines RTD wird beispielsweise eine Wheatstone-Brücke verwendet, um eine kleine Spannung an ihren Extremitäten zu erzeugen. Dieses Signal wird dann verstärkt, um ein 4-20mA-Signal zu erzeugen. Manchmal wird dieses analoge Signal in ein digitales Signal (ADC) umgewandelt, um zusätzliche Funktionen (wie Kalibrierung und Skalierung) zu ermöglichen, und dann in ein analoges Signal zurückgeführt. Die Konditionierungsschaltung kann für Widerstandswerte von 15 bis 380 Ohm oder ähnliches ausgelegt werden, um den gesamten Bereich der RTD-Werte zu berücksichtigen.

Die Elektronik im Inneren des Messumformers zieht 4 mA aus der Stromversorgung, wenn die Temperatur am unteren Sollwert liegt, und 20 mA, wenn der Sensor am oberen Sollwert liegt. Zum beispiel, wenn ihre temperatur bereich von ihre sensor ist 0-100 ℃, dann eine 4mA signal würde entsprechen 0℃. Auf die gleiche Weise würde 20mA 100 ℃ darstellen. Die Verwendung von 4mA als niedrige Referenz macht es viel einfacher zu bemerken, wenn Ihr System nicht richtig funktioniert. Sender sind jedoch für zahlreiche Ein- und Ausgänge ausgelegt.

Was sind die Eingänge eines Temperaturmessumformers?

Die gebräuchlichsten Arten von Eingängen für Temperaturtransmitter sind Thermoelemente und RTDs.Thermoelementeingang

In der heutigen Industrie sind Messumformer für Thermoelemente normalerweise für Thermoelemente aus unedlen Metallen ausgelegt. Das sind Typ: K, T, J und E. Das bedeutet nicht, dass Sie keine Transmitter für andere Arten von Thermoelementen finden können, aber sie können teurer sein.

Thermoelemente haben zwei Drähte, so dass die Sender zwei Eingangsklemmen haben, an denen die Drähte angeschlossen werden können. Es ist wichtig, das Thermoelement richtig zu verdrahten. Der Sender sollte mit Kaltstellenkompensation erworben werden. Die Kaltstellenkompensation wird als Referenz für den Übergang verwendet, der in die Umgebung eingetaucht ist.

Thermoelement-Transmitter verfügen über einen Null- und Spannendialog, der für Kalibrierungszwecke verwendet wird. Sie müssen das Gerät mit diesen Potentiometern fein drehen, wenn Sie feststellen, dass Ihr Gerät falsche Werte liest.

Widerstand Temperatur Detektor (RTD) Eingang

RTD eingänge sind entwickelt basierend weg von ihren widerstand wert. Der Widerstand ist durch das Material bekannt, das bei der Herstellung der Drahtwicklung verwendet wird. Platin ist ein häufig verwendetes Material und hat einen Temperaturkoeffizienten von 0,00392 // ℃. Daraus ist es möglich, eine Vielzahl von Widerstandswerten zu erstellen. Sie können von 10 bis 10.000 reichen, aber am häufigsten ist 100 als PT100 bekannt.

Sobald Sie den Widerstandswert Ihres RTD kennen, sind Sie auf halbem Weg mit der Angabe des Eingangs für den Sender fertig. Der nächste Schritt besteht darin, die Anzahl der Drähte für die FTE festzulegen. RTD werden in 3 verschiedenen Verdrahtungskonfigurationen hergestellt: 2-Draht, 3-Draht und 4-Draht. Jede Topologie erfordert etwas andere Schaltungen. Die 3-Draht-Konfiguration ist tendenziell die wirtschaftlichste und bietet eine ausreichende Genauigkeit und Präzision. Sie können jedoch Sender für alle Arten von Verkabelungen finden.

Thermistoren werden verwendet, wenn der Temperaturbereich klein ist, das Ansprechverhalten jedoch hoch sein muss. Wenn Sie einen Sender für einen Thermistor benötigen, können Sie ihn ähnlich wie ein Thermoelement beziehen.

Was sind die Ausgänge eines Temperaturmessumformers?

Temperaturmessumformer fungieren als Medium des Sensors und des Empfängers und sollten daher einen Wert ausgeben, der von der Empfängerinstrumentierung messbar ist. Branchenweit beträgt der Standardausgang eines Temperaturmessumformers 4-20 mA, 0-5 VDC oder 0-10 VDC.

Was sind die physikalischen Formen eines Senders?

Die drei wichtigsten formen der sender sind din-schiene montiert, hockey puck, und mikroprozessor basierend. Wenn Sie jedes Formular eines Senders überprüfen, erhalten Sie ein klares Bild von den Vorteilen jedes Typs und dies hilft Ihnen bei der Auswahl des richtigen Formulars für Ihre Anwendung.

DIN-Schienen-Transmitter

Die DIN-Schienen-Transmitter (benannt nach ihren ursprünglichen deutschen Spezifikationen) werden in der Regel verwendet, wenn die Anwendung einen Schaltkasten oder eine Oberfläche erfordert, die eine DIN-Schiene erfordert.

DIN schiene ist eine industrie standard montage hardware. Sie können auf der Unterseite des Senders sehen, dass es Montagehalterungen gibt. Sie werden sehr leicht auf die DIN-Schiene geschnappt. Diese Form des Senders sollte verwendet werden, wenn Platzbedenken und Schutz ein großer Teil Ihres Designs sind. Sie können anhand des robusten Kunststoffgehäuses erraten, dass es für industrielle Umgebungen gut geeignet ist. Ihre Größe ist modular, was sie zu einer guten Wahl macht, um Platz zu sparen. Die Leistung von Hutschienen-Transmittern ist sehr genau und präzise. Die Schraubklemmen sorgen für eine schnelle Verdrahtung und sie akzeptieren eine breite Palette von Drahtstärken.

Hockey Puck Sender

Der berühmte „Hockey Puck Sender“ hat seinen Namen von seinem Formfaktor. Diese werden für Basisanwendungen verwendet und sind die gebräuchlichsten Sender. Sie eignen sich auch gut für OEM-Anwendungen und sind kostengünstig. Diese Messumformer sind geeignet, um in die Köpfe von Temperaturfühlern eingesetzt zu werden. Sie haben zwei Befestigungslöcher auf jeder Seite des Geräts. Sie sind so konzipiert, klein zu sein und die Menge an Installationshardware zu begrenzen.

Mikroprozessorbasierte Messumformer

Mikroprozessorbasierte Messumformer sind einzigartig, da sie direkt in den Temperatursensor integriert werden können. Dieses fortschrittliche Modell debütierte vor etwa 25 Jahren in der Branche. Sie haben eine ausgezeichnete Haltbarkeit, da sie in einer Stahlkonstruktion eingeschlossen und vollständig abgedichtet sind. Sie sind programmierbar, was bedeutet, dass ihr Temperaturbereich nach der Herstellung skaliert werden kann. Dies ist nützlich, wenn sich der Temperaturbereich ändert und die Genauigkeit hoch bleiben muss. Dies ist häufiger bei RTD-Sensoren verfügbar. Es bietet ein kompaktes Erscheinungsbild und reduziert den Verdrahtungsaufwand während der Installation. Die zusätzlichen Kosteneinsparungen bei der Verkabelung machen diese Form erschwinglich. Ihre standard ausgänge sind 2-draht schleife angetrieben 4-20mA oder 3-draht spannung ausgänge.

In welchen Branchen werden Temperaturmessumformer eingesetzt?

Seit den 1950er Jahren, als die Elektronik wirklich den Massenmarkt erreichte, wurden Messumformer in allen wichtigen Branchen eingesetzt, in denen Temperatursensoren vorhanden sind:

• Luft- und Raumfahrt

• Chemische

• Lebensmittel & Getränke

• Energie

• HVAC

• Arzneimittel

• Metallbeschichtung

• Bergbau

• Öl & Gas

• Petrochemie

• Abfall & Wasserwirtschaft

• Elektronische OEMs

So wählen Sie den richtigen Temperaturtransmitter:

1. Verstehen Sie die Funktionalität eines Temperaturtransmitters

2. Identifizieren Sie die Eingänge

3. Identifizieren Sie die Ausgänge

4. Identifizieren Sie die Stromversorgung

5. Finden Sie den Lieferanten

1. Verstehen Sie die Funktionalität eines Temperaturtransmitters

Wenn Sie dies noch nicht getan haben, sollten Sie sich die Zeit nehmen, die obigen Abschnitte zu lesen, um einen soliden Überblick über die Funktionen eines Temperaturmessumformers zu erhalten.

Einige Überlegungen, die Sie berücksichtigen sollten, bevor Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren:

• Wo wird der Sender montiert? In welcher Umgebung muss es funktionieren?

• Wie teuer wäre ein Messfehler? Dies bestimmt den Grad der Raffinesse, den Ihr Sender benötigt.

• Muss der Sender programmierbar sein?

1. Identifizieren Sie die Eingänge

Je nachdem, ob Sie ein Thermoelement oder RTD verwenden, müssen Sie die entsprechenden Eingänge auswählen. Dies hängt von Ihrem Sensor ab. Der Temperaturbereich und die Genauigkeit sollten verwendet werden, um den Typ des Thermoelements und der RTD zu bestimmen, die Sie auswählen möchten. Zum Beispiel würde ein Typ-K-Thermoelement für einen Temperaturbereich von -200 bis 1.260 ℃ verwendet werden.

1. Identifizieren Sie die Ausgänge

Sie sollten in der Lage sein, Ihre speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder Ihre Datenerfassungseinheit zu untersuchen und zu bestimmen, welche Art von Ausgängen von den Sendern gesendet werden soll. Dies wird am häufigsten ein 4-20mA-Signal sein, aber 0-5VDC und 0-10VDC sind auch Standardausgänge.

1. Identifizieren Sie die Stromversorgung

Die Stromversorgung wird etwas sein, das Sie selbst entscheiden müssen, basierend auf den anderen Komponenten in Ihrem System. Wenn Sie Elektronik mit 12VDC betreiben, ist es sinnvoll, 12VDC als Stromversorgung zu verwenden. Wenn Sie keine Anforderungen haben, verwenden Sie 24VDC als Stromversorgung. Dies ist der Industriestandard.

1. Finden Sie einen Lieferanten

Sobald Sie bereit sind, Ihren Sender zu kaufen, ist es wichtig, dass Sie einen Lieferanten finden, der in der Lage ist, Ihre Nachfrage zu befriedigen. Suchen Sie das Datenblatt für das Produkt, das Ihrer Meinung nach am besten zu Ihren Eingängen, Ausgängen und Ihrer Stromversorgung passt, und überprüfen Sie dann alle Anforderungen auf dem Datenblatt.

Nehmen Sie sich Zeit. Die Wahl des richtigen Transmitters für Ihre Anwendung erfordert ein klares Verständnis dafür, wie er in Ihre Prozesse integriert wird, was genau Ihre Anforderungen sind und wie sich seine Umgebung auf seine Leistung auswirken kann.

Bei der Auswahl eines Messumformers für eine neue Anwendung ist es wichtig, einen Lieferanten zu finden, der Sie unterstützen und Ihre Fragen beantworten kann.

Kombinierter Temperatursensor und Messumformer

Hier bei Intempco haben wir einen herkömmlichen RTD-Sensor mit einem Messumformer kombiniert, um den MIST™ Mikroprozessor Integrated Sensor Transmitter zu entwickeln. Der NEBEL vereinfacht die Konstruktion, da nicht mehr sowohl ein Temperatursensor als auch ein Transmitter erforderlich sind. Der ausgang der NEBEL ist entweder 4-20mA, 0-5VDC, oder 0-10VDC. Dies ist ein kompaktes Design, das branchenübergreifend eingesetzt wird und sich als zuverlässige Lösung erweist.