Pomiarowe przetworniki Dataforth

Potrzeba mierzenia różnych parametrów i kontrolowania procesów jest tak stara jak rewolucja przemysłowa. Automatyzacja w nowoczesnych fabrykach nie byłaby możliwa bez precyzyjnych pomiarów i sterowania. Kondycjonowanie mierzonych sygnałów jest najważniejszym elementem systemu gromadzenia danych. Bez tego nie można polegać na dokładności pomiaru. Sygnały wymagają odpowiedniego przygotowania zanim system gromadzenia danych (DAQ) będzie mógł uzyskać wartościowe i dokładne pomiary.

Etapy przygotowania sygnałów

Przygotowanie sygnałów, w zależności od mierzonej wartości, może obejmować: wzmocnienie lub tłumienie, uzupełnienie mostka, kompensację zimnego złącza, wzbudzenie, filtrowanie, izolowanie oraz linearyzację.

Wzmocnienie sygnału stosuje się w celu lepszego dopasowania poziomu napięcia do zakresu wejściowego przetwornika analogowo-cyfrowego w przypadku, gdy napięcie wyjściowe czujnika lub przetwornika jest zbyt niskie. W przypadku pomiarów wysokonapięciowych, tj. przekraczających 10 V, sytuacja jest odwrotna – konieczne jest tłumienie sygnału. Uzupełnienie mostka jest potrzebne, jeżeli zastosowany został układ ćwierć- lub półmostka w celu utworzenia czterorezystancyjnego układu mostka Wheatstone’a. Rezystory są wykorzystywane do wykrywania małych zmian napięcia w aktywnym czujniku przez dostarczenie punktu odniesienia. Kompensacja zimnego złącza (CJC – cold-junction compensation) jest wymagana do zapewnienia dokładnych pomiarów temperatury za pomocą termopar. W czujniku termoparowym stosowane są dwa przewodniki złączone na końcu w miejscu pomiaru. Aby zapewnić dokładność, mierzone jest napięcie wyjściowe termopary, a w miejscu pomiaru napięcia (w kondycjonerze) – w celu przeprowadzenia odpowiedniej korekcji – musi być również mierzona temperatura.

Czujniki tensometryczne, akcelerometry, termistory i czujniki RTD wymagają wzbudzenia napięciowego lub prądowego, aby wygenerować sygnał pomiarowy. Czujniki tensometryczne mają zazwyczaj bardzo niską oporność i są stosowane w konfiguracji mostka Wheatstone’a z pobudzeniem napięciowym. Wzmacniacze stosowane w akcelerometrach wymagają pobudzenia prądowego. Termistory oraz czujniki RTD również wymagają źródła prądowego, aby przekształcić oporność na mierzalne napięcie. Zakłócenia mogą wpływać na sygnały pomiarowe. Filtrowanie umożliwia eliminację zakłóceń w pewnym zakresie częstotliwości. Niezwykle istotna w procesie kondycjonowania sygnału jest odpowiednia izolacja, która pozwala zarówno na eliminację niektórych zakłóceń (np. eliminuje wpływ pętli uziemienia), jak i chroni system akwizycji danych, zabezpieczając go przed zbyt wysokim napięciem. W przypadku pomiaru wartości fizycznej, która nie zmienia się liniowo, stosuje się linearyzację – może ona być zaimplementowana w kondycjonerze lub w oprogramowaniu pomiarowym.

Efektywny pomiar i kontrola

Dataforth ma bogatą ofertę przetworników pomiarowych, które skutecznie kondycjonują mierzone sygnały – łącznie ponad ٨٠٠ modeli. Dostępne są przetworniki przeznaczone do pomiaru napięcia, prądu, wartości skutecznej prądu lub napięcia, pomiaru temperatury za pomocą czujników RTD lub termopar, pomiarów tensometrycznych oraz częstotliwości. Wyjście może być prądowe lub napięciowe. Dataforth oferuje również moduły z wyjściami napięciowymi lub prądowymi ze sterowaniem napięciowym lub prądowym.

Wyróżnić można dwa formaty mechaniczne – moduły montowane w panelu oraz montowane na szynę DIN. Pierwszą grupę reprezentują serie 5B, 7B oraz 8B, które mają hermetyczne obudowy, a sygnały są wyprowadzone na złączach szpilkowych. Moduły montuje się w przeznaczonych do tego celu panelach, które – w zależności od modelu – umożliwiają zamontowanie do 16 modułów kondycjonujących. Druga grupa to jednokanałowe przetworniki pomiarowe na szynę DIN. W tej grupie dostępne są serie DSCA oraz DSCT. Seria DSCA to szeroki wybór czujników i przetworników, jakie można do nich podłączyć. Do wyboru są modele z wyjściem napięciowym lub prądowym. Seria DSCT to przetworniki pracujące w pętli prądowej i z niej zasilane.

Efektywne mierzenie i kontrola procesów przemysłowych jest podstawą przemysłowej akwizycji danych. Szeroki wybór przetworników pomiarowych Dataforth pozwala na przetworzenie sygnałów mierzonych przez różne czujniki w stabilny sygnał napięciowy lub prądowy, który łatwo zmierzyć i przetworzyć. Rozwiązania zastosowane przez producenta zapewniają dużą dokładność mierzonych parametrów oraz bezpieczeństwo systemu akwizycji danych. 

ELMARK AUTOMATYKA Sp. z o.o. 
ul. Niemcewicza 76
05-075 Warszawa-Wesoła
tel. 22 773 79 37, 22 778 99 25
fax 22 773 79 36 
e-mail: elmark@elmark.com.pl
www.elmark.com.pl

źródło: Automatyka 11/2019