اصل یک ترانسمیتر دما چیست؟

به عنوان تامین کننده فرستنده های دما، اغلب از من در مورد اصول پشت این دستگاه های ضروری سوال می شود. فرستنده‌های دما در طیف وسیعی از صنایع، از تولید و کنترل فرآیند گرفته تا نظارت بر محیط‌زیست و سیستم‌های HVAC، نقش حیاتی دارند. درک نحوه عملکرد آنها برای تصمیم گیری آگاهانه هنگام انتخاب فرستنده دمای مناسب برای نیازهای خاص شما کلیدی است.

مفهوم اصلی ترانسمیترهای دما

فرستنده دما در هسته خود دستگاهی است که اندازه گیری دما را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. سپس این سیگنال می تواند به یک سیستم کنترل، یک واحد نمایشگر یا سایر تجهیزات نظارتی برای پردازش و تجزیه و تحلیل بیشتر منتقل شود. اصل اساسی شامل استفاده از یک سنسور دما برای تشخیص دما و سپس تبدیل آن کمیت فیزیکی به مقدار الکتریکی است.

انواع مختلفی از سنسورهای دما وجود دارد که معمولاً در فرستنده‌های دما مورد استفاده قرار می‌گیرند که هر کدام اصول کار خود را دارند. محبوب ترین آنها عبارتند از ترموکوپل ها، آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD) و ترمیستورها.

ترموکوپل

ترموکوپل ها بر اساس اثر Seebeck هستند که توسط توماس یوهان Seebeck در سال 1821 کشف شد. اثر Seebeck بیان می کند که وقتی دو فلز مختلف در دو اتصال به هم متصل می شوند و بین این اتصالات اختلاف دما وجود دارد، نیروی الکتروموتور (EMF) ایجاد می شود.

در یک ترموکوپل، یک اتصال در معرض دمای اندازه‌گیری می‌شود (اتصال اندازه‌گیری)، در حالی که دیگری در دمای مرجع شناخته شده (اتصال مرجع) نگه داشته می‌شود. EMF تولید شده متناسب با اختلاف دما بین دو اتصال است. با دانستن دمای مرجع و اندازه گیری EMF می توان دمای محل اتصال اندازه گیری را تعیین کرد.

ترموکوپل ها به دلیل ارزان بودن، دامنه دمایی وسیع و ناهمواری بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال، آنها نیاز به جبران دمای محل اتصال مرجع دارند که معمولاً در فرستنده‌های دما مدرن به صورت الکترونیکی انجام می‌شود.

آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD)

RTD ها بر این اصل کار می کنند که مقاومت الکتریکی یک فلز با دما تغییر می کند. اکثر RTD ها از پلاتین ساخته شده اند، اگرچه می توان از فلزات دیگری مانند نیکل و مس نیز استفاده کرد. RTD های پلاتینیوم به دلیل دقت بالا، پایداری و محدوده دمایی وسیع ترجیح داده می شوند.

LG8 Remote Display Instrument SMP858-TST-S Gauge Pressure Transmitter

مقاومت یک RTD با توجه به رابطه دما - مقاومت شناخته شده به صورت خطی با دما افزایش می یابد. به عنوان مثال، مقاومت یک RTD پلاتین در دمای 0 درجه سانتیگراد معمولاً 100 اهم (PT100) یا 1000 اهم (PT1000) است. با اندازه گیری مقاومت RTD می توان دما را محاسبه کرد.

برای اندازه گیری دقیق مقاومت، یک جریان ثابت از RTD عبور می کند و ولتاژ دو طرف آن اندازه گیری می شود. سپس فرستنده دما از این اندازه گیری ولتاژ برای تعیین مقاومت و تبدیل آن به مقدار دما استفاده می کند.

ترمیستورها

ترمیستورها دستگاه های نیمه هادی هستند که مقاومت آن ها به میزان قابل توجهی با دما تغییر می کند. برخلاف RTD ها که دارای ضریب دمایی مثبت (PTC) هستند، بسیاری از ترمیستورها دارای ضریب دمایی منفی (NTC) هستند، به این معنی که مقاومت آنها با افزایش دما کاهش می یابد.

ترمیستورها به تغییرات دما بسیار حساس هستند و برای کاربردهایی که اندازه گیری دمای با حساسیت بالا مورد نیاز است، مناسب هستند. با این حال، محدوده دمایی آنها در مقایسه با ترموکوپل ها و RTD ها نسبتاً محدود است و رابطه مقاومت - دما آنها بسیار غیر خطی است. فرستنده های دما با استفاده از ترمیستورها باید پردازش سیگنال پیچیده ای را انجام دهند تا خروجی را خطی کنند و دما را به طور دقیق تعیین کنند.

تبدیل و انتقال سیگنال

هنگامی که سنسور دما دما را تشخیص داد و آن را به یک کمیت الکتریکی (مانند ولتاژ یا مقاومت) تبدیل کرد، فرستنده دما باید این سیگنال را به یک سیگنال خروجی استاندارد تبدیل کند که به راحتی توسط تجهیزات دیگر منتقل و پردازش شود.

رایج ترین سیگنال های خروجی برای فرستنده های دما، سیگنال های جریان 4 تا 20 میلی آمپر و سیگنال های ولتاژ 0 تا 10 ولت هستند. این سیگنال های استاندارد به طور گسترده در سیستم های کنترل صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند زیرا کمتر در معرض تداخل هستند و می توانند در فواصل طولانی منتقل شوند.

برای تبدیل سیگنال سنسور به سیگنال 4 - 20 میلی آمپر یا 0 - 10 ولت، فرستنده دما از مدارهای تهویه سیگنال استفاده می کند. این مدارها سیگنال سنسور را تقویت، فیلتر و خطی می کنند و سپس آن را به سیگنال خروجی مورد نظر تبدیل می کنند.

به عنوان مثال، در یک فرستنده دما با استفاده از PT100 RTD، مقاومت اندازه گیری شده ابتدا با استفاده از مدار پل به سیگنال ولتاژ تبدیل می شود. سپس این سیگنال ولتاژ تقویت و خطی می شود تا با محدوده دمایی برنامه مطابقت داشته باشد. در نهایت، سیگنال ولتاژ خطی شده با استفاده از یک مدار مولد جریان به یک سیگنال جریان 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل می شود.

پیشنهادات محصول ما

به عنوان یک تامین کننده فرستنده دما، ما طیف گسترده ای از محصولات را برای رفع نیازهای مختلف مشتریان ارائه می دهیم. مثلا ماترانسمیتر فشار مطلق DMP305X - TST - Sدستگاهی با کیفیت بالا است که می تواند در کاربردهایی که اندازه گیری دما و فشار دقیق مورد نیاز است نیز استفاده شود. این فناوری پیشرفته حسگر را با پردازش سیگنال قابل اعتماد ترکیب می کند تا اندازه گیری های دقیق و پایدار را ارائه دهد.

علاوه بر این، ماابزار نمایش از راه دور LG8می تواند همراه با فرستنده های دمایی ما استفاده شود تا روشی مناسب برای نظارت بر خوانش های دما از راه دور ارائه دهد. این صفحه نمایش واضح دارد و به راحتی می توان آن را در سیستم های کنترل موجود ادغام کرد.

یکی دیگر از محصولات محبوب ما استSMP858 - TST - فرستنده فشار گیج Sکه برای کاربردهای صنعتی که در آن نظارت بر فشار و دما گیج ضروری است طراحی شده است. دقت و قابلیت اطمینان بالایی را ارائه می دهد و آن را به گزینه ای عالی برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی تبدیل می کند.

برای تهیه با ما تماس بگیرید

اگر در بازار ترانسمیترهای دما یا محصولات مرتبط هستید، از شما دعوت می کنیم برای بحث در مورد خرید با ما تماس بگیرید. تیم کارشناسان ما آماده است تا به شما در انتخاب محصولات مناسب برای کاربردهای خاص خود کمک کند و بهترین راه حل ها را به شما ارائه دهد. چه برای یک پروژه کوچک به یک فرستنده دما نیاز داشته باشید و چه برای یک کارخانه صنعتی در مقیاس بزرگ، ما می توانیم نیازهای شما را برآورده کنیم.