Преобразователи температуры используются для передачи сигнала от датчика температуры, например термопары или термометра сопротивления (RTD), на измерительное или управляющее устройство. Передатчик температуры усиливает и обрабатывает сигнал, генерируемый датчиком, перед передачей его на регистрирующее устройство. Преобразователи температуры могут снизить уровень помех от радиочастотных и электромагнитных помех, которые могут мешать сигналам, вырабатываемым датчиками температуры, и повысить точность измерений. В то время как системы DCS и PLC регистрируют измерения во всем диапазоне датчика, датчик температуры может быть откалиброван на любой конкретный диапазон в пределах его возможностей. Ограничение измерений узким диапазоном повышает точность.
Термопарный преобразователь обычно подключается к нерегулируемому источнику питания с помощью двух медных проводов. Эти провода служат для питания преобразователя, а также для передачи выходного тока на записывающее устройство. Преобразователь получает сигнал от термопары, обрабатывает его и посылает выходной ток, прямо пропорциональный милливольтовому сигналу от термопары. Сигнал начинается с 4 мА для температур на низком конце диапазона и увеличивается до 20 мА для температур на высоком конце. Датчик может быть установлен на поверхности или внутри защитной головки. Два медных провода, используемые для передачи сигнала от 4 до 20 мА и подачи постоянного напряжения на передатчик, заменяют удлинительные провода термопары.
Оборудование, необходимое для калибровки преобразователя сигнала термопар, включает в себя:
Подготовьте ледяную баню, наполнив стеклянный стакан измельченным льдом, приготовленным из дистиллированной воды, и добавив достаточное количество дистиллированной воды для образования кашицы. Не добавляйте слишком много воды, чтобы лед не плавал. Поместите в баню образцовую термопару. В качестве альтернативы, вместо цифрового вольтметра, ледяной бани и источника напряжения можно использовать калибратор термопар. Для калибровки с использованием ледяной бани подключите преобразователь к источнику постоянного тока и цифровому мультиметру для мониторинга. Используйте медный провод для подключения образцового датчика к цифровому вольтметру или источнику мВ. Для калибровки с использованием калибратора термопар подключите преобразователь к источнику постоянного тока и цифровому мультиметру для мониторинга, а затем подключите входные провода термопары от калибратора к преобразователю. Убедитесь, что термопара имеет ту же калибровку, что и преобразователь, и что полярность проводов правильная.
На преобразователе найдите потенциометры Z (ноль) и S (диапазон). Обратитесь к спецификациям производителя, чтобы получить входные значения мВ для регулировки Z (ноль) и S (диапазон), соответствующие требуемому диапазону температур. При использовании калибратора выберите соответствующие значения Z (ноль) и S (диапазон). Установите источник постоянного тока мВ на значение Z (ноль) мВ, соответствующее нижнему пределу диапазона температур, и отрегулируйте потенциометр Z так, чтобы на цифровом мультиметре отображалось 4,000 мА. Затем установите источник постоянного тока мВ на значение S (диапазон) мВ, соответствующее верхнему пределу диапазона температур, и отрегулируйте потенциометр S так, чтобы на цифровом мультиметре отображалось 20,000 мА. Повторяйте регулировку потенциометров до тех пор, пока отображаемые значения не будут равны ровно 4,000 мА и 20,000 мА.
Преобразователь сигнала термометра сопротивления обычно питается от нестабилизированного источника питания и совместим с 2-х или 3-х проводными термосопротивлениями. При получении входного сигнала преобразователь выдает выходной ток, прямо пропорциональный показаниям термопреобразователя сопротивления. Преобразователь может быть установлен на поверхности или внутри защитной головки. Для передачи температурного сигнала и подачи постоянного напряжения на преобразователь используются два медных провода.
Оборудование, необходимое для калибровки преобразователя сигнала термосопротивления, включает в себя:
Подключите преобразователь к источнику постоянного тока и цифровому мультиметру для мониторинга. С помощью медного провода подключите преобразователь либо к калибратору термосопротивления, либо к магазину сопротивлений. На преобразователе найдите потенциометры Z (ноль) и S (диапазон). Обратитесь к спецификациям производителя, чтобы получить значения сопротивления для регулировки Z (ноль) и S (диапазон), соответствующие требуемому диапазону температур. При использовании симулятора RTD выберите соответствующие значения Z (ноль) и S (диапазон). Установите магазин сопротивлений на значение сопротивления Z (ноль), соответствующее нижнему пределу диапазона температур, и отрегулируйте потенциометр Z так, чтобы на цифровом мультиметре отображалось 4,000 мА. Затем установите магазин сопротивлений на значение сопротивления S (диапазон), соответствующее верхнему пределу диапазона температур, и отрегулируйте потенциометр S так, чтобы на цифровом мультиметре отображалось 20,000 мА. Повторяйте регулировку потенциометров до тех пор, пока отображаемые значения не будут равны ровно 4,000 мА и 20,000 мА.
Преобразователи температуры обеспечивают большую гибкость в масштабировании аналогового выходного сигнала по отношению к входному. Они изолируют сигнал, фильтруют шум и усиливают его для повышения точности. Преобразователи RTD и термопары обеспечивают точность полной шкалы ±0,1 %. Преобразователи температуры также обеспечивают стабильность за счет изоляции сигналов от электромагнитных и радиочастотных помех. Из-за взаимодействия между потенциометрами S и Z требуется повторная калибровка.