Какво е измервателен преобразувател – принцип на работа и приложение

Измервателен преобразувател е индустриално устройство, което позволява преобразуването на измервателен сигнал от сензор в аналогов или цифров изходен сигнал. Основната му цел е да позволи на контролерите и индустриалните автоматизационни системи да четат измерваните стойности, като температура, налягане, ниво на течност или поток. Измервателният преобразувател позволява електрическият сигнал от сензора да бъде обработен според конструкцията и изискванията на приложението.

Преобразувателите се използват навсякъде, където е необходимо да се наблюдават технологични процеси с определена точност, а резултатът от измерването трябва да бъде изпратен към PLC контролер, дисплей или мониторинг система.

Принцип на работа на преобразувателя

Принципът на работа на измервателния преобразувател се състои в преобразуването на входния сигнал от сензора в стандартен изходен сигнал. Входният сигнал може да бъде напрежение, ток или представен чрез промени в съпротивлението, както е при температурните сензори PT100.

Аналоговите преобразуватели преобразуват входния сигнал в напрежение (0–10 V) или ток (4–20 mA, 0–20 mA), което позволява предаване на измерваните стойности на големи разстояния без значителни загуби на сигнала. Цифровите преобразуватели генерират цифров сигнал, който може да се предава чрез интерфейси като RS-485, Modbus RTU или други комуникационни протоколи.

Видове измервателни преобразуватели

В зависимост от приложението, преобразувателите могат да бъдат разделени на различни категории:

• Температурни преобразуватели – преобразуват сигнала от температурен сензор (термодвойка, PT100) в стандартен аналогов или цифров сигнал.
• Пресионни преобразуватели – преобразуват налягането на газ или течност в електрически сигнал, пропорционален на стойността на налягането.
• Преобразуватели за ниво на течност и поток – позволяват наблюдение на количеството течност или нейния поток в индустриални системи.
• Ултразвукови преобразуватели – използват ултразвукови вълни за измерване на разстояние или ниво на течност.

Всеки от тези типове може да има аналогов изход (0–10 V, 4–20 mA) или цифров (Modbus, RS485), а в някои случаи преобразувателите предлагат галванична изолация за защита на системата от електрически смущения.

Температурен преобразувател – пример за приложение

Температурният преобразувател е един от най-често използваните преобразуватели в индустриалната автоматизация. Например, измерването на температурата в индустриален котел изисква сигналът от температурния сензор PT100 да бъде преобразуван в аналогов сигнал 4–20 mA. PLC контролерът чете стойността на тока и може да управлява нагревателни елементи, вентилатори или регулиращи клапани.

Използването на измервателен преобразувател позволява точно наблюдение на температурата на околната среда и технологичния процес, като повишава безопасността и ефективността на индустриалната автоматизация.

Аналогов и цифров сигнал

Измервателните преобразуватели могат да работят в аналогов или цифров режим. Аналоговият сигнал, най-често напрежение (0–10 V) или ток (4–20 mA), е пропорционален на измерваната стойност и се предава към аналоговите входове на контролера или записващото устройство.

Цифровият сигнал позволява предаване на данни с по-голяма устойчивост на смущения и може да съдържа допълнителна информация, като идентификатор на сензора или диагностика на състоянието на устройството. Цифровият интерфейс, например Modbus RTU чрез RS485, позволява свързване на няколко преобразувателя към един контролер, като увеличава гъвкавостта на системата.

Галванична изолация и защита от смущения

В индустриални условия измервателните преобразуватели често предлагат галванична изолация между входа и изхода, която защитава управляващите системи от пренапрежения и смущения. Галваничната изолация също така позволява предаване на сигнали на големи разстояния без риск от повреда на контролера.

Приложение в индустриалната автоматизация

Измервателните преобразуватели се използват в различни индустриални автоматизационни системи, където е необходимо точно наблюдение на технологичните процеси. Те могат да работят с PLC контролери, SCADA системи, дисплеи или комуникационни модули.

Преобразувателите позволяват контрол на величини като температура, налягане, поток, ниво на течност, напрежение или електрически ток, а резултатът от измерването може да се предава аналогово или цифрово. Това осигурява по-безопасна, надеждна и енергийно ефективна работа на индустриалните устройства.

Интерфейсни преобразуватели и стандарти за сигнал

Някои измервателни преобразуватели изпълняват интерфейсна функция, като преобразуват сигнала от сензора в стандартен аналогов или цифров сигнал. Това позволява интегрирането им с различни типове контролери и системи за наблюдение. Стандартният аналогов сигнал може да има диапазон 0–10 V, 0–20 mA или 4–20 mA, което позволява свързване на преобразвателя към широка гама устройства.

Видове преобразуватели според входния сигнал

• Преобразуватели за напрежение (mV, V) – използват се в аналогови системи.
• Преобразуватели за ток (4–20 mA, 0–20 mA) – устойчиви на смущения и използвани за предаване на големи разстояния.
• Аналогово-цифрови преобразуватели (ADC) – преобразуват аналоговия сигнал в цифров за по-нататъшна цифрова комуникация.
• Интерфейсни преобразуватели Modbus/RS485 – позволяват комуникация с няколко устройства в индустриална мрежа.

Резюме

Измервателният преобразувател е незаменимо устройство в индустриалните автоматизационни системи, което позволява преобразуването на сигнала от сензора в стандартен аналогов или цифров сигнал. Той осигурява точно четене на измерваните стойности от PLC контролери, дисплеи и системи за наблюдение. Температурните, наляганните, потоковите и нивомерните преобразуватели са основата за контрол на технологичните процеси. Използването на измервателни преобразуватели позволява ефективна предаване на сигнали, галванична изолация, защита от смущения и оптимизация на индустриалните процеси.

Каним ви да разгледате нашето предложение и да откриете решения, съобразени с вашите нужди в областта на измервателните преобразуватели. Свържете се с нас, за да научите повече за възможностите за измерване във вашата система.