نحوه سیم کشی سنسور دمای pt100 و RTD

سیم  کشی سنسور دما Pt100 با سایر سنسورهای دما، به ویژه ترموکوپل ها متفاوت است. مهم است که سیم‌کشی سنسور خود را درست انجام دهید، در غیر این صورت ممکن است ابزار اندازه‌گیری قرائت نادرست داشته باشد یا اصلاً قرائت نشود.

کابل pt100

کابل هایی که برای اتصال سنسور Pt100 استفاده می شوند معمولاً هادی های مسی دارند. در سنسورهای خود ما از مس آبکاری شده استفاده می کنیم. بسته به محدوده دمایی مورد نیاز، قلع، نقره یا نیکل اندود شده است. اما استفاده از مس ساده جایز است.

برای دماهای بسیار بالا از کابل های نیکل استفاده می کنیم. توجه داشته باشید که مقاومت نیکل حدود 5 برابر مس است و بنابراین همیشه باید از سیستم اتصال 3 یا 4 سیم استفاده کنید (به زیر مراجعه کنید).

اندازه هادی لازم نیست خیلی بزرگ باشد. به عنوان مثال، نیازی به استفاده از کابل برق نیست، کابل ابزار کافی است. ما معمولا از هادی های رشته ای 7/0.2 میلی متری 24AWG در سنسورهای خود استفاده می کنیم، حتی با طول کابل های بسیار متری بدون مشکل. البته، می توان از کابل بزرگ برای طول کابل های بسیار طولانی استفاده کرد، اما این معمولاً هزینه های غیرضروری را برای کار های کوتاه تر اضافه می کند. برای کابل کشی طولانی، توصیه می کنیم به جای آن از یک فرستنده دما استفاده کنید.

عایق کابل

نوع کابلی که برای برقراری ارتباط بین سنسور و ابزار اندازه گیری انتخاب می کنید با توجه به شرایط عملیاتی فرآیند تعیین می شود. بسیاری از سنسورهایی که ما عرضه می کنیم دارای کابل پرنده هستند که مستقیماً به دستگاه متصل می شود. این کابل با دقت انتخاب شده است تا هم نیازهای دما و هم سایر جنبه های محیطی کاربرد را برآورده کند. این می تواند شامل مقاومت شیمیایی یا محافظت در برابر آب باشد.

PVC عایق انتخابی برای تقریباً هر کابلی است که در زندگی روزمره خود در اطراف خود می بینیم. همه چیز از کابل برق گرفته تا سرنخ های هدفون و تلفن های همراه همیشه PVC هستند. به طور کلی، پی وی سی به دلیل محدوده عملکرد محدود، کابلی است که برای بسیاری از کاربردهای دما مورد استفاده قرار نمی گیرد. PVC استاندارد فقط برای استفاده در محدوده -10 تا +70 درجه سانتیگراد مناسب است. یک نسخه با دمای بالا که بیشتر در این صنعت استفاده می شود، حد بالایی را تا 105 درجه سانتیگراد افزایش می دهد. هنوز برنامه های زیادی وجود دارد که در این محدوده قرار می گیرند و اگر کاربرد اجازه استفاده از PVC را می دهد، کم هزینه ترین گزینه است.

 

بیشتر بخوانید:

فلومتر الکترو مغناطیسی چیست؟ انواع فلومتر مغناطیسی

 

مراحل سیم کشی pt100

در بسیاری از برنامه ها نیازی به ارائه صفحه ای که به زمین باشد وجود ندارد. با این حال، بسیاری از کابل‌های ارائه شده توسط Process Parameters دارای یک صفحه نمایش هستند. این غربالگری معمولاً به شکل یک نوار بافته شده مسی آبکاری شده به جای یک صفحه نواری به خود می گیرد زیرا در محدوده وسیع تری از دما مقاومت می کند.

مگر اینکه درخواست شود، صفحه نمایش را به عنوان دمی که می تواند زمین شود، خاتمه نمی دهیم، اما در صورت لزوم در دسترس است. طبق تجربه، مشتریان ما با این نوع سنسور مشکل نویز الکتریکی را تجربه نمی کنند. با این حال، اگر شما نیاز به اتصال زمین مداوم از طریق سنسور کامل دارید، می توان این امکان را فراهم کرد.

مزیت اضافه شده داشتن یک صفحه قیطانی در داخل کابل، استحکام مکانیکی اضافی آن است. این می تواند به ویژه در کاربردهایی که در آن ساییدگی ژاکت کابل وجود دارد سودمند باشد.

ساختار اصلی یک دمای Pt100 حول یک مقاومت دقیق است که در نقطه اندازه‌گیری در مجموعه قرار دارد، که توسط طول کابل به ابزار اندازه‌گیری متصل است. این کابل ممکن است شامل اجزای دیگری مانند اتصالات، فرستنده دما و غیره نیز باشد. با این حال، در همه موارد، باید مقداری اتصال الکتریکی بین عنصر حسگر و جزء بعدی در سیستم وجود داشته باشد.

واضح است که هنگام اندازه گیری دما با استفاده از یک سنسور Pt100 RTD ما فقط به مقاومت عنصر حسگر علاقه مندیم. با این حال هر جزء اضافه شده به مدار اندازه گیری از جمله سیم یا کابل مورد استفاده نیز مقاومت خاص خود را دارد. این به طور بالقوه می تواند باعث خطاهای اندازه گیری شود اگر به دقت در نظر گرفته نشود.

 

سیم بندی pt100 دو سیمه

در حالی که اتصال Pt100 با استفاده از یک اتصال دو سیم کاملاً امکان پذیر است، باید بدانید که این باعث ایجاد خطاهای اندازه گیری به دلیل مقاومت سیم سرب می شود. این به این دلیل است که ابزار اندازه گیری مقاومت کل مدار اندازه گیری را اندازه گیری می کند و نه فقط مقاومت خود عنصر حسگر را.

اگر در نظر بگیرید که تغییرات مقاومت در هر درجه سانتیگراد تغییر دما فقط 0.3851Ω است، با اضافه کردن سیم های اتصال با مقاومت حتی فقط 1Ω منجر به خطای تقریباً 2.6+ درجه سانتیگراد می شود.

با توجه به اینکه اغلب از اتصال دو سیم استفاده می شود و Process Parameters حسگرهای زیادی را با این نوع اتصال تولید می کند. اغلب به عنوان راه حلی با هزینه کمتر برای ماشین سازانی که طول کابل بسیار کوتاهی دارند استفاده می شود. اتصال دو سیم برای چند مورد خاص به شرح زیر مناسب است:

جایی که اپلیکیشن تقاضای بالایی برای دقت ندارد.
جایی که کابل سنسور بسیار کوتاه است.
جایی که خطا با آزمایش مشخص می شود و یک افست روی ابزار اندازه گیری اعمال می شود.
اگر درخواست های برنامه شما در این موارد قرار نگیرد، روش های استانداردی برای جبران مقاومت سرب وجود دارد.

 

سنسور دمای 3 سیمه

افزودن یک سیم سوم، متصل به یک طرف عنصر اندازه گیری، به جبران مقاومت سرب کمک می کند. بسیار مهم است که هر یک از سه سیم مورد استفاده در مدار اندازه گیری از نظر اندازه و طول هادی برابر باشند. این به این دلیل است که نتیجه اندازه‌گیری شده میانگین است و فقط در جایی که هر سه سیم مقاومت یکسانی دارند، دقت خوبی به دست می‌دهد.

مشخصات اتصال 3 سیم با اندازه گیری مقدار مقاومت از طریق آشکارساز و همچنین گرفتن یک مقدار مقاومت دوم از طریق جفت سیم های متصل در یک طرف آشکارساز کار می کند. تفریق این مقدار مقاومت از مجموع، مقدار مقاومت عنصر اندازه گیری را به صورت مجزا به دست می دهد.

اتصال سه سیم تا حد زیادی رایج ترین نوع سیم کشی مورد استفاده در دماسنج Pt100 است. بسیاری از ابزارها از این روش اتصال از جمله فرستنده‌های دما، کنترل‌کننده‌های دما، نمایشگرهای پانل و ثبت‌کننده‌های داده استفاده می‌کنند و در بسیاری از موارد در صورت استفاده از سیستم 2 سیم به درستی کار نمی‌کنند.

اگر از یک سنسور 4 سیم با یک ابزار 3 سیم استفاده می کنید، می توانید به سادگی سیم چهارم را نادیده بگیرید و آن را بدون اتصال رها کنید.

 

سیم کشی RTD و PT100 چهار سیم

برای بیشترین دقت، باید مشخصات چهار سیم Pt100 RTD را انتخاب کنید. این سیستم اندازه گیری تنها راه برای جبران کامل مقاومت سرب در سیستم اندازه گیری است، حتی اگر هر سیم مقاومت متفاوتی داشته باشد.

سیستم اندازه گیری با استفاده از یک جفت سیم برای حمل جریان تحریک مورد استفاده برای اندازه گیری و جفت دوم برای اندازه گیری مقاومت آشکارساز حسگر با اندازه گیری افت ولتاژ استفاده می شود.

از آنجایی که روش اتصال 4 سیم به طور کامل تمام مقاومت سرب را جبران می کند، ما قویاً توصیه می کنیم که از این روش در هنگام استفاده از مشخصات بالای Pt100 مانند تحمل 1/5 یا 1/10 DIN استفاده شود. ما معتقدیم که تعیین یک سنسور دمای تحمل بالا با هزینه مربوط به آن و سپس استفاده از یک سیستم اندازه‌گیری پایین‌تر، صرفه‌جویی نادرستی است. اتصال چهار سیم عمدتاً در آزمایشگاه ها و برنامه های کالیبراسیون و در هر جایی که بالاترین دقت مورد نیاز است استفاده می شود.

 

نحوه سیم کشی ترموکوپل

سیم کشی ترموکوپل Pt100

اصطلاح "ترموکوپل Pt100" گمراه کننده است زیرا چنین سنسوری وجود ندارد. این اصطلاح ادغام نام دو فناوری جداگانه است. هنگام تعیین یک ترموکوپل یا Pt100، مهم است که به طور مثبت تشخیص دهید که از کدام سنسور استفاده می کنید زیرا قابل تعویض نیستند.

در اینجا شایان ذکر است که به طور کلی، یک Pt100 دارای رنگ دم با کد قرمز و سفید خواهد بود. واضح است که اگر سه یا چهار دم دارید، حسگر به وضوح یک Pt100 از یک اتصال 3 یا 4 سیمی است. با این حال، اگر سنسور دارای دو دم، یکی قرمز و دیگری سفید باشد، آیا می توانید مطمئن باشید که Pt100 است؟

متأسفانه، پاسخ لزوماً «بله» نیست. بسیاری از سازندگان حسگر از همان کابل 2 هسته ای برای ترمیستورها استفاده می کنند که برای Pt100 استفاده می کنند. همچنین برخی از انواع ترموکوپل ها با دم های قرمز و سفید، یعنی نوع J در هنگام استفاده از کدگذاری رنگی ANSI آمریکایی شناسایی می شوند. کابل جبران کننده برای نوع R و S همچنین دارای دم های قرمز و سفید در صورت کد رنگی با استاندارد DIN آلمان است، اما به دلیل نوع کاربردهایی که برای آن مناسب است، احتمال سردرگمی کمتری وجود دارد.

برای شناسایی مثبت یک سنسور، باید به روش‌های دیگر تست در مواردی که شک وجود دارد نگاه کنید.

سیم کشی فرستنده Pt100

یکی دیگر از منابع سردرگمی در مورد سیم کشی سنسورهای دمای Pt100 زمانی است که یک فرستنده دما همراه با سیستم اندازه گیری وجود دارد. شما باید دستورالعمل های سیم کشی را برای نوع فرستنده ای که استفاده می کنید بررسی کنید، اما به طور کلی می توان آنها را به شرح زیر خلاصه کرد:

سیم کشی ترانسمیتر دما با خروجی 20-4 میلی آمپر

صرف نظر از اینکه این فرستنده ها در فرستنده سر هستند یا DIN Rail، باید دو مجموعه اتصال پیدا کنید. یکی با برچسب "ورودی" و مجموعه دیگر با برچسب "خروجی".

سمت ورودی به طور کلی دارای سه ترمینال برای ورودی سنسور 3 سیم یا معمولاً چهار پایانه برای اتصال 4 سیم است. شما باید نمودار سیم کشی را دنبال کنید و مطمئن شوید که یک سیم سفید (برای 3 سیم) را در یک طرف مدار و دو سیم قرمز را در طرف دیگر قرار دهید.

خروجی معمولاً فقط دو ترمینال خواهد داشت زیرا دستگاه 4-20 میلی آمپر تقریباً مطمئناً از حلقه تغذیه می کند. به عبارت دیگر، 2 سیم متصل به خروجی منبع تغذیه را تامین می کنند اما سیگنال mA را نیز به بیرون منتقل می کنند.

 

سیم کشی ترانسمیتر دما با خروجی 10-0 ولت

اینها در صنعت دما کمتر رایج هستند، اما وجود دارند و تنها از این جهت متفاوت هستند که سمت خروجی فرستنده به جای دو پایانه، سه پایانه دارد. این به این دلیل است که یک جفت رسانا نمی تواند هم قدرت ورودی و هم خروجی سیگنال را تامین کند. این سه پایانه دارای برچسب Power +ve، Signal -ve و Ground خواهند بود (یا مشابه. به یک زمین مشترک برای برق و سیگنال توجه کنید).

 

آموزش سیم بندی تمامی تجهیزات ابزار دقیق (ترموکوپل، ترانسمیتر دما، ترمیستور، RTD و PT100) در مرکز ابزار دقیق ایران، آداک فرایند سپهر انجام میگردد.