Proč je u převodníků teploty (nebo analogových vstupních karet používaných pro teplotní vstupy v DCS) nezbytná kompenzace studeného konce?
⑴ Snímače teploty jsou instalovány v terénu, kde teplota studeného konce kolísá v reakci na změny okolního prostředí.
⑵ Pokud není použita kompenzace studeného konce, výstup převodníku zaznamená hodnotu vyšší, než je skutečná teplota; to může vést operátory k chybným úsudkům. Proto je kompenzace studeného konce nezbytná.
Co je kompenzátor studeného konce? Jaký je jeho princip fungování?
Kompenzátor teploty referenčního spoje termočlánku je zařízení navržené tak, aby automaticky kompenzovalo odchylky v měření termočlánku způsobené kolísáním teploty referenčního spoje. V podstatě funguje jako stejnosměrný milivoltový generátor, který vytváří výstupní signál přímo úměrný změnám teploty referenčního přechodu. Při sériovém zapojení do měřicího obvodu termočlánku umožňuje automatickou kompenzaci teploty referenčního přechodu během měření.
Specifikace produktu
Tento inteligentní modul snímače teploty je speciálně navržen pro použití ve vysoce{0}}výkonných snímačích teploty-protokolem HART-. Podporuje čtyři typy RTD (PT50, PT100, PT500 a PT1000) a osm typů termočlánků (typy E, J, B, K, N, R, S a T). Navíc podporuje měření jak milivoltových signálů, tak i odporových signálů. Zařízení má jmenovité izolační napětí 1000 V DC.
Základní vlastnosti
1. Napájecí napětí: DC 10V – 32V;
2. Výstupní signál: proudová smyčka 4–20 mA superponovaná s digitální komunikací protokolu HART (dvo-vodičový systém); komunikace HART neruší analogový výstup 4–20 mA;
3. Vzdálená správa: Lze ji vzdáleně spravovat pomocí kapesního komunikátoru nebo softwaru pro konfiguraci a uvedení do provozu na bázi PC-;
4. Měření vnitřní teploty: Využívá interní snímač Pt100 k měření okolní teploty pro kompenzaci studeného-konce termočlánku;
5. Přesnost kompenzace studeného uzlu: ±0,5 stupně;
6. Tlumení: Nastavitelné od 0 do 32 sekund;
7. Obnovovací frekvence dat: 4krát za sekundu;
8. Stabilita: ±0,2 % ročně;
9. Teplota provozního prostředí: -40 stupňů až +85 stupňů
(rozsah provozních teplot LCD: -20 stupňů až +70 stupňů);
10. Rozměry: Ø44mm;
11. Rozteč montážních otvorů: 33 mm;
12. Odolnost proti mechanickým vibracím: 10–60 Hz, sinusová vlna 0,21 mm;
13. Odolnost proti vysokofrekvenčnímu rušení: IEC 61000-4-3, 20 V/m, 80–1000 MHz;
Princip činnosti integrovaného snímače teploty
Integrovaný převodník teploty převádí teplotu naměřenou termočlánkem nebo snímačem RTD (Resistance Temperature Detector) na elektrický signál. Tento signál je poté přiveden do vstupní sítě převodníku, která obsahuje příslušné obvody pro nastavení nuly, kompenzaci termočlánku a další funkce. Po nastavení nuly signál vstupuje do operačního zesilovače pro zesílení. Zesílený signál je poté rozdělen do dvou cest: jedna cesta je zpracována V/I (Voltage-na-proud) převodníkem pro vytvoření 4–20mA DC proudového výstupu; druhá cesta je zpracována A/D (analogovým-na-digitálním) převodníkem pro zobrazení na měřicí hlavě zařízení.
Vysílač využívá dva typy linearizačních obvodů, oba využívající zpětnovazební mechanismus. U snímačů RTD je korekce dosaženo pomocí metody pozitivní zpětné vazby; u termočlánkových senzorů se korekce provádí pomocí vícesegmentové metody po částech lineární aproximace. Integrovaný digitální-převodník teploty displeje nabízí dvě možnosti zobrazení: modely s LCD displejem využívají konfiguraci dvou-vodičového výstupu, zatímco modely s displejem LED využívají tří{5}}vodičovou konfiguraci výstupu.