Напрыклад, пры 0 ℃ гэта прыкладна 100 Ω, а пры 100 ℃ гэта прыблізна 138,5 Ω.
Такім чынам, пры вызначэнні тэмпературы Pt100 на месцы трэба спачатку вымераць яго бягучае значэнне супраціву, а потым пераўтварыць яго ў адпаведную тэмпературу ў градусах Цэльсія на аснове суадносін паміж супраціўленнем і тэмпературай.
Калі перадатчык вымярае Pt100, ён дае датчыку адносна невялікі і стабільны вымяральны ток, а затым вымярае напружанне на абодвух канцах. З дапамогай напружання і току разлічваецца значэнне супраціву.
R = U / I
Пасля атрымання значэння супраціву перадатчык пераўтворыць яго ў фактычную тэмпературу ў адпаведнасці са стандартнай шкалой Pt100.
Гэты працэс можна зразумець як: Тэмпература → Супраціў → Значэнне тэмпературы → Стандартны сігнал.
III. Праводка серыі Pt100
Значэнне супраціву Pt100 невялікае, таму супраціўленне злучальных правадоў паўплывае на вынік вымярэння.
Напрыклад, калі Pt100 у цяперашні час складае 110 Ом, але два правады маюць агульнае супраціўленне 2 Ом, пры вымярэнні ў двухправадной сістэме прыбор будзе бачыць 112 Ом, і гэтыя дадатковыя 2 Ом таксама будуць разлічаны як супраціўленне Pt100, і канчатковая паказаная тэмпература будзе вышэй.
Такім чынам, плюсам двухправоднай сістэмы з'яўляецца прастата праводкі, але недахоп таксама відавочны. Супраціў кабеля ў полі будзе ўнесены ў вынік вымярэння.
Трохправадная сістэма кампенсуе супраціўленне злучальных правадоў праз схему вымярэння і шырока выкарыстоўваецца ў прамысловых галінах.
Чатырохправадная сістэма падзяляе лінію току вымярэння і лінію выяўлення напружання, што можа яшчэ больш паменшыць памылку, выкліканую супраціўленнем злучальных правадоў, і падыходзіць для выпадкаў з больш высокімі патрабаваннямі да дакладнасці.
Сутыкнуўшыся з тэмпературай Pt100, якая стабільна высокая або нізкая ў палявых умовах, не варта адразу меркаваць, што зонд зламаны. Спосаб праводкі, супраціў кабеля, аслабленасць злучальнай клемы і наяўнасць акіслення - усё гэта трэба правяраць разам.
IV. Вымярэнне тэмпературы тэрмапарай
Метад вымярэння тэрмапар адрозніваецца ад Pt100.
Тэрмапары і Pt100 не заснаваныя на адным прынцыпе. Яны складаюцца з двух розных металічных правадыроў. Напрыклад, звычайна выкарыстоўваная тэрмапара K-тыпу ў гэтай галіне звычайна нікель-хром - нікель-крэмній.
Гэтыя два металы зварваюцца разам на пярэднім канцы, каб сфармаваць канец вымярэння. Пакуль існуе розніца тэмператур паміж канцом вымярэння і эталонным канцом, будзе генеравацца тэрмаэлектрычны патэнцыял.
Гэта напружанне вельмі малое, звычайна на ўзроўні мілівольт.
Пасля змены тэмпературы зменіцца і тэрмаэлектрычны патэнцыял.
Працэс пераўтварэння сігналу можна зразумець наступным чынам: розніца тэмператур спачатку становіцца вельмі малым сігналам у мілівольтах, а потым прыбор пераўтворыць гэты сігнал у мілівольтах у тэмпературу.
Пасля падлучэння перадатчыка тэмпературы да тэрмапары галоўная задача - вымераць выхадны сігнал у мілівольтах, а затым вылічыць тэмпературу ў адпаведнасці з характарыстыкамі, якія адпавядаюць розным лічбам шкалы, такім як K-тып, J-тып, S-тып і T-тып.
Матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца для тэрмапар K-тыпу, J-тыпу, S-тыпу і T-тыпу, розныя, і адпаведная залежнасць паміж тэмпературай і тэрмаэлектрычным патэнцыялам таксама адрозніваецца. Такім чынам, параметры перадатчыка павінны адпавядаць тыпу тэрмапары ў поле.
V. Кампенсацыя халоднага спаю
Тэрмапара адлюстроўвае розніцу тэмператур паміж канцом вымярэння і эталонным канцом.
Выкажам здагадку, што канец вымярэння змяшчаецца ў печ з тэмпературай 500 ℃, а другі канец падлучаны да перадатчыка тэмпературы. У гэты час тэрмаэлектрычны патэнцыял, які ствараецца тэрмапарай, звязаны не толькі з тэмпературай у печы, але і з тэмпературай каля клемы злучэння перадатчыка.
Калі тэмпература навакольнага асяроддзя на злучальнай клеме змяняецца, адпаведны тэрмаэлектрычны патэнцыял таксама зменіцца пры той жа тэмпературы печы.
Такім чынам, перадатчык тэмпературы ўваходнага тыпу тэрмапары будзе вызначаць тэмпературу каля злучальнай клемы і разлічваць гэты ўплыў, які з'яўляецца кампенсацыяй халоднага спаю.
Калі тэмпература тэрмапары вагаецца выпадковым чынам, павольна змяняецца або не адпавядае рэальнай сітуацыі на месцы, як правіла, праверце, ці наадварот злучаны станоўчы і адмоўны полюсы, ці правільна выкарыстоўваецца кампенсацыйны провад, ці істотна змяняецца тэмпература каля злучальнай клемы, а затым праверце, ці няма праблемы з кампенсацыяй халоднага спаю.
VI. Чаму трэба перадаваць
Pt100 перадае змены супраціву, а тэрмапара перадае сігналы ў мілівольтах. Абодва гэтыя сігналы падыходзяць для вымярэння на месцы і не падыходзяць для адпраўкі вельмі далёка ў дыспетчарскую.
Pt100 успрымальны да ўплыву супраціву лініі.
Амплітуда сігналу тэрмапары вельмі малая. Электрамагнітныя перашкоды, якія ствараюцца рухавікамі, пераўтваральнікамі частоты і кабелямі высокай магутнасці ў палявых умовах, таксама могуць лёгка паўплываць на стабільнасць вымярэння.
Таму на пляцоўцы будуць дададзены перадатчыкі тэмпературы. Спачатку гэтыя неапрацаваныя сігналы будуць сабраны, затым узмоцнены, адфільтраваны, кампенсаваны і лінеарызаваны, і, нарэшце, уніфікаваны ў стандартныя сігналы, якія лягчэй прымаць для PLC і DCS.
Агульныя формы вываду ўключаюць 4-20 мА, 0-10 В, HART, RS485, Modbus і г.д.
Сярод іх 4-20 мА шырока выкарыстоўваецца ў палявых умовах.
Сем. Выхад 4-20 мА
Напрыклад, калі перадатчык тэмпературы мае дыяпазон 0-200 ℃ і выхад 4-20 мА, то 0 ℃ адпавядае 4 мА, а 200 ℃ адпавядае 20 мА. Значэнні паміж імі звычайна прапарцыйныя дыяпазону. 0 ℃ адпавядае 4 мА, 100 ℃ адпавядае 12 мА, а 200 ℃ адпавядае 20 мА.
Калі вымераная сіла току ў ланцугу поля складае 16 мА, то тэмпературу можна пераўтварыць з дапамогай метаду «адняць 4 мА ад фактычнага току, падзяліць на 16 мА, памножыць на дыяпазон і дадаць ніжнюю мяжу дыяпазону». Замяніўшы дыяпазон 0-200 ℃: (16-4) ÷ 16 × 200 = 150 ℃.
Такім чынам, 16 мА адпавядае 150 ℃.
4 мА таксама мае практычную функцыю ў якасці адпраўной кропкі дыяпазону.
Пры нармальных абставінах, нават калі фактычная тэмпература роўна ніжняй мяжы дыяпазону, у ланцугу ўсё роўна павінна быць каля 4 мА; калі ён падае амаль да 0 мА, гэта звычайна не з'яўляецца нармальным тэмпературным сігналам, і неабходна старанна праверыць крыніцу харчавання, праводку, клемы і ўсю ланцуг току.
4-20 мА шырока выкарыстоўваецца ў палявых умовах, і адна з важных прычын заключаецца ў тым, што ім адносна лёгка кіраваць для перадачы на вялікія адлегласці. Будзе пэўнае падзенне напружання на лініі або некаторыя электрамагнітныя перашкоды ў полі, і з гэтым параўнальна лягчэй змагацца ў параўнанні з іншымі метадамі.
VIII. Унутраная апрацоўка
Пасля атрымання сігналу ад датчыка перадатчык тэмпературы таксама праходзіць некалькі этапаў апрацоўкі.
1. Атрыманне сігналу.
Перадатчык падлучаны да Pt100 спераду, які вымярае змяненне супраціву; ён падлучаны да тэрмапары, якая вымярае сігнал у мілівольтах. Такім чынам, налады параметраў павінны адпавядаць фактычнаму тыпу датчыка ў полі.
2. Узмацненне і фільтраванне.
Выхад тэрмапары складае ад некалькіх мілівольт да некалькіх дзесяткаў мілівольт. Сігнал адносна невялікі, таму пярэдні канец перадатчыка звычайна трэба ўзмацніць, а шум і перашкоды, якія ўносяцца з поля, павінны быць максімальна адфільтраваны.
3. Лінеарызацыя.
Незалежна ад таго, ці з'яўляецца гэта Pt100 або тэрмапара, іх зыходныя сігналы і тэмпературу нельга проста вылічыць ад пачатку да канца з дапамогай простай прапорцыі. Такім чынам, унутранае пераўтварэнне прыбора павінна адпавядаць адпаведным стандартным характарыстыкам шкалы.
4. Кампенсацыя і выпраўленне.
Для тэрмапар, у дадатак да пераўтварэння маштабу, неабходна таксама зрабіць кампенсацыю халоднага спаю; некаторыя інтэлектуальныя датчыкі тэмпературы дадаткова карэктуюць дрэйф тэмпературы ўнутранага контуру, нулявую кропку або адхіленне датчыка.
Пасля гэтых этапаў апрацоўкі сігналу перадатчык пераўтворыць канчатковую тэмпературу ў 4-20 мА або адпраўляе яе на ПЛК, РСУ, вымяральнікі дысплея або сістэмы збору дадзеных з дапамогай лічбавых метадаў сувязі HART або fieldbus.
IX. Двухправодная сістэма
У многіх перадатчыках тэмпературы 4-20 мА выкарыстоўваецца двухправадны метад падлучэння.
Гэтыя два драты адказваюць як за харчаванне, так і за перадачу вымяральнага сігналу.
Перадатчык, блок харчавання і аналагавы модуль уводу сістэмы кіравання злучаны паслядоўна ў адной ланцугу току. Перадатчык атрымлівае магутнасць, неабходную для яго працы, ад ланцуга і пераўтворыць інфармацыю аб тэмпературы ў 4-20 мА, рэгулюючы ток ланцуга.
Звычайныя двухправадныя перадатчыкі тэмпературы ў палявых умовах, дзе крыніца сілкавання і сігнал 4-20 мА выкарыстоўваюць адну і тую ж пару правадоў, абодва забяспечваюць харчаванне перадатчыка і вяртаюць сігнал вымярэння ў сістэму кіравання.
X. Рэзюмэ
Калі дысплей тэмпературы на месцы недакладны, гэта не абавязкова азначае, што перадатчык тэмпературы няспраўны.
Схема вымярэння тэмпературы: датчык тэмпературы → злучальны провад → клеммная калодка → перадатчык тэмпературы → ланцуг 4-20 мА → аналагавы модуль уводу → ПЛК або DCS.
Незалежна ад таго, якая частка гэтага ланцуга няспраўная, тэмпература, якая адлюстроўваецца на цэнтральным пульце кіравання, можа быць ненармальнай. Такім чынам, пры ліквідацыі непаладак не варта засяроджвацца толькі на датчыку або перадатчыку.
Таму пры правядзенні расследавання больш эфектыўным будзе паэтапнае праверкі па напрамку перадачы сігналу.
Перадатчык тэмпературы не непасрэдна "вымярае тэмпературу", а дакладна пераўтворыць і перадае сігнал тэмпературы паміж датчыкам на месцы і сістэмай кіравання.
-- Вытрымка з афіцыйнага акаўнта аднагодка
Yuyao Huangong automation instruments factory