Предајник температуре је електронски инструмент који се широко користи у области управљања индустријским процесима. Његова основна функција је да конвертује слабе сигнале које детектују температурни сензори (као што су термопарови, термички отпорници РТДС или термистори) у стандардне сигнале индустријског процеса (најчешћи су сигнали једносмерне струје од 4-20 мА или дигитални сигнали), а затим преноси овај сигнал на инструменте за приказ, контролере, системе за прикупљање података или лоциране у системима за управљање или у контролној соби.
Принцип рада предајника температуре може се сажети у следеће кључне кораке:
Перцепција температуре и генерисање сировог сигнала:
Сензор температуре (обично термоелемент или термички отпорник као што је Пт100) долази у директан контакт са медијумом који се мери да би осетио промене температуре.
Термопар (Т/Ц) : На основу Сеебецк ефекта, када постоји температурна разлика између два различита метала на мерном крају (врући крај) и референтном крају (хладни крај), у колу ће се генерисати термоелектрични потенцијал (миливолт-напонски сигнал, мВ) пропорционалан температурној разлици.
Топлотни отпор (РТД) : као што је Пт100, на основу физичког својства да се вредност отпора металног проводника повећава са порастом температуре (позитивни температурни коефицијент). Промене температуре узрокују промену његове вредности отпора (на пример, износи 100Ω на 0 степени).
Термистори: На основу карактеристике да се вредност отпора полупроводничких материјала значајно мења са температуром, деле се на типове негативног температурног коефицијента (НТЦ) и позитивног температурног коефицијента (ПТЦ).
Успостављање сигнала (кључни корак):
Појачавање: Оригинални сигнал који генерише сензор (МВ-промене напона или отпора) је изузетно слаб. Електронско коло унутар предајника прво га линеарно појачава до стандардног нивоа погодног за накнадну обраду.
Компензација хладног краја (за термопарове): Термоелектрични потенцијал који генерише термопар је функција температурне разлике између топлог и хладног краја (референтни крај, обично се налази на унутрашњем терминалу предајника). Да би се добила тачна измерена температура (у односу на 0 степени), предајник треба да измери стварну температуру на свом терминалу (температура хладног краја), израчуна термоелектрични потенцијал који треба да се компензује на основу ове температуре, и да га преложи (или еквивалентан процес) на оригинални сигнал, чиме се елиминише грешка изазвана променом температуре хладног краја.
Линеаризација: Термоелектрични потенцијал/отпор-однос температуре између термопарова и термичких отпорника није савршена права линија, али има одређени степен нелинеарности. Предајник обично складишти криву линеаризације која одговара типу сензора унутра (или је израчунава помоћу формуле). Појачани/компензовани сигнал је линеаризован да директно и линеарно представља измерену вредност температуре.
Ниско{0}}филтрирање: уклања високо-шуме високе фреквенције који могу бити присутни у сигналу (као што су електромагнетне сметње, сметње вибрација, итд.) да би се побољшала стабилност и тачност сигнала.
Конверзија сигнала
Претворите аналогни сигнал (напон) који је кондициониран (појачан, компензован, линеаризован, филтриран) и прецизно представља измерену температуру у индустријски стандардни излазни сигнал.
Најчешће коришћени излазни сигнал је струјни сигнал од 4-20мА: конвертовани струјни сигнал тече кроз петљу. Нулта температура или доња граница опсега обично одговара 4мА, а температура пуне скале одговара 20мА. Зашто 4-20мА?
4 мА нулти помак: може погодно разликовати заиста ефикасне ниске сигнале (4 мА) од кварова на линији за искључење сензора (0 мА).
Снажне против-сметње: У поређењу са сигналима напона, струјни сигнали нису осетљиви на промене отпора жице и падове напона током-преноса на велике удаљености и мања је вероватноћа да ће их ометати електромагнетни шум.
Дво-{0}}напајање са две жице: Многи предајници имају дизајн са две-жице, то јест, обезбеђују напајање и преносе струјне сигнале истовремено кроз две жице. Минимална вредност од 4мА обезбеђује сопствену минималну радну струју предајника (која се обично назива "активна нулта тачка").
Пренос сигнала
Конвертовани стандардни сигнал (као што је 4-20мА) се преноси на удаљени крај преко жица. Због својих стандардизованих карактеристика, контролне собе или ПЛЦС и друга опрема могу директно да примају и обрађују овај сигнал за:
Приказ вредности температуре (на табли, ДЦС/СЦАДА оператерској станици).
Улаз у контролер (као што је ПИД контролер) за логичке операције и регулацију.
Чува се у историјској бази података или се користи за процену аларма.
Покрените актуатор (ако је потребна контрола{0}}заснована на температури).
