Co je měřicí převodník – princip činnosti a použití

Měřicí převodník je průmyslové zařízení, které umožňuje převod měřicího signálu ze senzoru na analogový nebo digitální výstupní signál. Jeho hlavním úkolem je umožnit řídicím jednotkám a průmyslovým automatizačním systémům čtení měřených hodnot, jako je teplota, tlak, hladina kapaliny nebo průtok. Měřicí převodník umožňuje zpracování elektrického signálu ze senzoru podle konstrukce a požadavků aplikace.

Převodníky se používají všude tam, kde je nutné sledovat technologické procesy s určitou přesností, a výsledek měření musí být přenesen do PLC, displeje nebo monitorovacího systému.

Princip činnosti převodníku

Princip činnosti měřicího převodníku spočívá v převodu vstupního signálu ze senzoru na standardní výstupní signál. Vstupní signál může mít podobu napěťovou, proudovou nebo být reprezentován změnami odporu, jako je tomu u teplotních senzorů PT100.

Analogové převodníky převádějí vstupní signál na napětí (0–10 V) nebo proud (4–20 mA, 0–20 mA), což umožňuje přenos měřených hodnot na větší vzdálenosti bez významné ztráty signálu. Digitální převodníky generují digitální signál, který lze přenášet prostřednictvím rozhraní, jako jsou RS-485, Modbus RTU nebo jiné komunikační protokoly.

Druhy měřicích převodníků

Podle použití lze převodníky rozdělit do různých kategorií:

• Teplotní převodníky – převádějí signál z teplotního senzoru (termopár, PT100) na standardní analogový nebo digitální signál.
• Tlakové převodníky – převádějí tlak plynu nebo kapaliny na elektrický signál úměrný hodnotě tlaku.
• Převodníky hladiny a průtoku kapaliny – umožňují sledování množství kapaliny nebo jejího průtoku v průmyslových systémech.
• Ultrazvukové převodníky – využívají ultrazvukové vlny k měření vzdálenosti nebo hladiny kapaliny.

Každý z těchto typů může mít analogový výstup (0–10 V, 4–20 mA) nebo digitální (Modbus, RS485), a v některých případech převodníky nabízejí galvanické oddělení k ochraně systému před elektrickými rušeními.

Teplotní převodník – příklad použití

Teplotní převodník je jedním z nejčastěji používaných převodníků v průmyslové automatizaci. Například při měření teploty v průmyslovém kotli je třeba signál z teplotního senzoru PT100 převést na analogový signál 4–20 mA. PLC přečte hodnotu proudu a může řídit topná tělesa, ventilátory nebo regulační ventily.

Použití měřicího převodníku umožňuje přesné sledování teploty prostředí a technologického procesu, což zvyšuje bezpečnost a efektivitu průmyslové automatizace.

Analogový a digitální signál

Měřicí převodníky mohou pracovat v analogovém nebo digitálním režimu. Analogový signál, nejčastěji napětí (0–10 V) nebo proud (4–20 mA), je úměrný měřené hodnotě a přenáší se do analogových vstupů řídicí jednotky nebo záznamového zařízení.

Digitální signál umožňuje přenos dat s vyšší odolností vůči rušení a může obsahovat další informace, například identifikátor senzoru nebo diagnostiku stavu zařízení. Digitální rozhraní, např. Modbus RTU přes RS485, umožňuje připojení několika převodníků k jednomu řídicímu systému, což zvyšuje flexibilitu systému.

Galvanické oddělení a ochrana proti rušení

V průmyslových podmínkách často měřicí převodníky nabízejí galvanické oddělení mezi vstupem a výstupem, což chrání řídicí systémy před přepětím a rušením. Galvanické oddělení také umožňuje přenos signálů na větší vzdálenosti bez rizika poškození řídicí jednotky.

Použití v průmyslové automatizaci

Měřicí převodníky se používají v různých průmyslových automatizačních systémech, kde je nutné přesné sledování technologických procesů. Mohou spolupracovat s PLC, SCADA systémy, displeji nebo komunikačními moduly.

Převodníky umožňují kontrolu veličin, jako jsou teplota, tlak, průtok, hladina kapaliny, napětí nebo elektrický proud, a výsledek měření lze přenášet analogově nebo digitálně. To zajišťuje bezpečnější, spolehlivější a energeticky efektivní provoz průmyslových zařízení.

Rozhraní a standardy signálu

Některé měřicí převodníky plní funkci rozhraní, převádějí signál ze senzoru na standardní analogový nebo digitální signál. To umožňuje integraci s různými typy řídicích jednotek a monitorovacích systémů. Standardní analogový signál může mít rozsah 0–10 V, 0–20 mA nebo 4–20 mA, což umožňuje připojení převodníku k široké škále zařízení.

Druhy převodníků podle vstupního signálu

• Převodníky pro napěťové signály (mV, V) – používají se v analogových systémech.
• Převodníky pro proudové signály (4–20 mA, 0–20 mA) – odolné proti rušení a vhodné pro přenos na dlouhé vzdálenosti.
• Analogově-digitální převodníky (ADC) – převádějí analogový signál na digitální pro další digitální přenos.
• Rozhraní Modbus/RS485 – umožňuje komunikaci s více zařízeními v průmyslové síti.

Souhrn

Měřicí převodník je nezbytné zařízení v průmyslových automatizačních systémech, které umožňuje převod signálu ze senzoru na standardní analogový nebo digitální signál. Zajišťuje přesné měření hodnot pro PLC, displeje a monitorovací systémy. Teplotní, tlakové, průtokové nebo hladinoměrné převodníky jsou základem pro kontrolu technologických procesů. Použití měřicích převodníků umožňuje efektivní přenos signálů, galvanické oddělení, ochranu proti rušení a optimalizaci průmyslových procesů.

Zveme vás k seznámení s naší nabídkou a objevování řešení přizpůsobených vašim potřebám v oblasti měřicích převodníků. Kontaktujte nás a zjistěte více o měřicích možnostech ve vašem systému.