उदाहरण के लिए, 0℃ पर यह लगभग 100Ω है, और 100℃ पर यह लगभग 138.5Ω है।
इसलिए Pt100 के तापमान के बारे में ऑन-साइट निर्णय लेते समय, वास्तव में पहले इसके वर्तमान प्रतिरोध मान को मापना होता है, और फिर प्रतिरोध और तापमान के बीच संबंध के आधार पर इसे डिग्री सेल्सियस में संबंधित तापमान में परिवर्तित करना होता है।
जब ट्रांसमीटर Pt100 मापता है, तो यह सेंसर को अपेक्षाकृत छोटा और स्थिर माप करंट देता है, और फिर इसके दोनों सिरों पर वोल्टेज को मापता है। वोल्टेज और करंट का उपयोग करके प्रतिरोध मान की गणना की जाती है।
आर = यू/आई
प्रतिरोध मान प्राप्त होने के बाद, ट्रांसमीटर इसे Pt100 के मानक पैमाने के अनुसार वास्तविक तापमान में परिवर्तित करता है।
इस प्रक्रिया को इस प्रकार समझा जा सकता है: तापमान → प्रतिरोध → तापमान मान → मानक सिग्नल।
तृतीय. पीटी100 सीरीज वायरिंग
Pt100 का प्रतिरोध मान अधिक नहीं है, इसलिए कनेक्टिंग तारों का प्रतिरोध माप परिणाम को प्रभावित करेगा।
उदाहरण के लिए, यदि Pt100 वर्तमान में 110Ω है, लेकिन दो तारों का कुल प्रतिरोध 2Ω है, तो दो-तार प्रणाली में मापने पर, उपकरण 112Ω देखेगा, और इस अतिरिक्त 2Ω की गणना भी Pt100 के प्रतिरोध के रूप में की जाएगी, और अंतिम प्रदर्शित तापमान अधिक होगा।
इसलिए, दो-तार प्रणाली का लाभ यह है कि वायरिंग सरल है, लेकिन नुकसान भी स्पष्ट है। क्षेत्र में केबल प्रतिरोध को माप परिणाम में लाया जाएगा।
तीन-तार प्रणाली माप सर्किट के माध्यम से कनेक्टिंग तारों के प्रतिरोध की भरपाई करती है और इसका व्यापक रूप से औद्योगिक क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।
चार-तार प्रणाली माप वर्तमान लाइन और वोल्टेज डिटेक्शन लाइन को अलग करती है, जो कनेक्टिंग तारों के प्रतिरोध के कारण होने वाली त्रुटि को और कम कर सकती है और उच्च परिशुद्धता आवश्यकताओं वाले अवसरों के लिए उपयुक्त है।
जब क्षेत्र में लगातार उच्च या निम्न पीटी100 तापमान का सामना करना पड़े, तो तुरंत यह न मानें कि जांच टूट गई है। वायरिंग विधि, केबल प्रतिरोध, क्या कनेक्शन टर्मिनल ढीला है, और क्या ऑक्सीकरण है, इन सभी को एक साथ जांचने की आवश्यकता है।
चतुर्थ. थर्मोकपल तापमान माप
थर्मोकपल की माप विधि Pt100 से भिन्न है।
थर्मोकपल और Pt100 एक ही सिद्धांत पर आधारित नहीं हैं। वे दो अलग-अलग धातु कंडक्टरों से बने होते हैं। उदाहरण के लिए, क्षेत्र में आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला के-प्रकार थर्मोकपल आमतौर पर निकल-क्रोमियम - निकल-सिलिकॉन होता है।
माप अंत बनाने के लिए इन दोनों धातुओं को सामने के सिरे पर एक साथ वेल्ड किया जाता है। जब तक माप अंत और संदर्भ अंत के बीच तापमान अंतर है, एक थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता उत्पन्न होगी।
यह वोल्टेज बहुत छोटा होता है, आम तौर पर मिलीवोल्ट स्तर पर।
तापमान बदलने के बाद, थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता भी बदल जाएगी।
सिग्नल रूपांतरण प्रक्रिया को इस प्रकार समझा जा सकता है: तापमान का अंतर पहले बहुत छोटा मिलिवोल्ट सिग्नल बन जाता है, और फिर उपकरण इस मिलिवोल्ट सिग्नल को तापमान में परिवर्तित कर देता है।
तापमान ट्रांसमीटर थर्मोकपल से जुड़ा होने के बाद, मुख्य कार्य इसके द्वारा मिलिवोल्ट सिग्नल आउटपुट को मापना है, और फिर के-प्रकार, जे-प्रकार, एस-प्रकार और टी-प्रकार जैसे विभिन्न पैमाने संख्याओं के अनुरूप विशेषताओं के अनुसार तापमान की गणना करना है।
के-टाइप, जे-टाइप, एस-टाइप और टी-टाइप थर्मोकपल के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियां अलग-अलग हैं, और तापमान और थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता के बीच संबंधित संबंध भी अलग-अलग हैं। इसलिए, ट्रांसमीटर के मापदंडों को क्षेत्र में थर्मोकपल के प्रकार के अनुरूप होना चाहिए।
वी. कोल्ड जंक्शन मुआवजा
थर्मोकपल माप अंत और संदर्भ अंत के बीच तापमान अंतर को दर्शाता है।
मान लीजिए कि माप का सिरा 500℃ भट्टी में रखा गया है, और दूसरा सिरा तापमान ट्रांसमीटर से जुड़ा है। इस समय, थर्मोकपल द्वारा उत्पन्न थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता न केवल भट्ठी में तापमान से संबंधित है, बल्कि ट्रांसमीटर के कनेक्शन टर्मिनल के पास के तापमान से भी संबंधित है।
यदि कनेक्शन टर्मिनल पर पर्यावरण का तापमान बदलता है, तो उसी भट्ठी के तापमान के लिए संबंधित थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता भी बदल जाएगी।
इसलिए, थर्मोकपल इनपुट प्रकार तापमान ट्रांसमीटर कनेक्शन टर्मिनल के पास तापमान का पता लगाएगा और इस प्रभाव की गणना करेगा, जो कि कोल्ड जंक्शन मुआवजा है।
यदि थर्मोकपल तापमान में बेतरतीब ढंग से उतार-चढ़ाव होता है, धीरे-धीरे बहता है, या साइट पर वास्तविक स्थिति से मेल नहीं खाता है, तो आम तौर पर जांच करें कि क्या सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुव विपरीत रूप से जुड़े हुए हैं, क्या मुआवजा तार का सही ढंग से उपयोग किया जाता है, क्या कनेक्शन टर्मिनल के पास का तापमान महत्वपूर्ण रूप से बदलता है, और फिर जांचें कि क्या कोल्ड जंक्शन मुआवजे में कोई समस्या है।
VI. संचारित करने की आवश्यकता क्यों
Pt100 प्रतिरोध परिवर्तन प्रसारित करता है, जबकि थर्मोकपल मिलीवोल्ट सिग्नल प्रसारित करता है। ये दोनों सिग्नल ऑन-साइट माप के लिए उपयुक्त हैं और नियंत्रण कक्ष में बहुत दूर भेजे जाने के लिए उपयुक्त नहीं हैं।
पीटी100 लाइन प्रतिरोध के प्रभाव के प्रति संवेदनशील है।
थर्मोकपल का सिग्नल आयाम बहुत छोटा है। क्षेत्र में मोटर्स, फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स और उच्च-शक्ति केबलों द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप भी माप स्थिरता को आसानी से प्रभावित कर सकता है।
इसलिए, साइट पर तापमान ट्रांसमीटर जोड़े जाएंगे। सबसे पहले, इन कच्चे संकेतों को एकत्र किया जाएगा, फिर प्रवर्धित, फ़िल्टर, मुआवजा और रैखिककृत किया जाएगा, और अंत में मानक संकेतों में एकीकृत किया जाएगा जो पीएलसी और डीसीएस के लिए प्राप्त करना आसान होगा।
सामान्य आउटपुट फॉर्म में 4-20mA, 0-10V, HART, RS485, Modbus आदि शामिल हैं।
उनमें से, 4-20mA का क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
सात. 4-20mA आउटपुट
उदाहरण के लिए, यदि किसी तापमान ट्रांसमीटर की सीमा 0-200℃ है और आउटपुट 4-20mA है, तो 0℃ 4mA के अनुरूप है और 200℃ 20mA के अनुरूप है। बीच के मान आम तौर पर सीमा के समानुपाती होते हैं। 0℃ 4mA से मेल खाता है, 100℃ 12mA से मेल खाता है, और 200℃ 20mA से मेल खाता है।
यदि फ़ील्ड सर्किट में करंट 16mA मापा जाता है, तो तापमान को "वास्तविक करंट से 4mA घटाएं, 16mA से विभाजित करें, रेंज से गुणा करें, और रेंज की निचली सीमा जोड़ें" की विधि का उपयोग करके परिवर्तित किया जा सकता है। 0-200℃ रेंज को प्रतिस्थापित करते हुए: (16-4) ÷ 16 × 200 = 150℃।
इसलिए, 16mA 150℃ से मेल खाता है।
4mA का रेंज के शुरुआती बिंदु के रूप में एक व्यावहारिक कार्य भी है।
सामान्य परिस्थितियों में, भले ही वास्तविक तापमान बिल्कुल सीमा की निचली सीमा पर हो, फिर भी सर्किट में लगभग 4mA करंट होना चाहिए; यदि यह 0mA के करीब गिर जाता है, तो यह आमतौर पर एक सामान्य तापमान संकेत नहीं है, और बिजली की आपूर्ति, वायरिंग, टर्मिनल और पूरे वर्तमान सर्किट को सावधानीपूर्वक जांचने की आवश्यकता है।
4-20mA का उपयोग क्षेत्र में व्यापक रूप से किया जाता है, और एक महत्वपूर्ण कारण यह है कि लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के लिए इसे संभालना अपेक्षाकृत आसान है। लाइन पर एक निश्चित वोल्टेज ड्रॉप या क्षेत्र में कुछ विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप होगा, और अन्य तरीकों की तुलना में इससे निपटना अपेक्षाकृत आसान है।
आठवीं. आंतरिक प्रसंस्करण
सेंसर से सिग्नल प्राप्त करने के बाद, तापमान ट्रांसमीटर भी कई प्रसंस्करण चरणों से गुजरता है।
1. सिग्नल अधिग्रहण.
ट्रांसमीटर सामने की ओर Pt100 से जुड़ा है, जो प्रतिरोध परिवर्तन को मापता है; यह थर्मोकपल से जुड़ा है, जो मिलीवोल्ट सिग्नल को मापता है। इसलिए, पैरामीटर सेटिंग्स फ़ील्ड में वास्तविक सेंसर प्रकार के अनुरूप होनी चाहिए।
2. प्रवर्धन और फ़िल्टरिंग.
थर्मोकपल आउटपुट कई मिलीवोल्ट से लेकर कई दसियों मिलीवोल्ट तक होता है। सिग्नल अपेक्षाकृत छोटा है, इसलिए ट्रांसमीटर के सामने के सिरे को आमतौर पर प्रवर्धित करने की आवश्यकता होती है और क्षेत्र से लाए गए शोर और हस्तक्षेप को यथासंभव फ़िल्टर किया जाना चाहिए।
3. रेखीयकरण.
चाहे वह पीटी100 हो या थर्मोकपल, उनके मूल संकेतों और तापमान की गणना एक साधारण अनुपात का उपयोग करके शुरुआत से अंत तक नहीं की जा सकती है। इसलिए, उपकरण के आंतरिक रूपांतरण को संबंधित मानक पैमाने की विशेषताओं का पालन करना चाहिए।
4. मुआवज़ा और सुधार.
थर्मोकपल के लिए, स्केल रूपांतरण के अलावा, कोल्ड जंक्शन मुआवजा भी किया जाना चाहिए; कुछ बुद्धिमान तापमान ट्रांसमीटर आंतरिक सर्किट के तापमान बहाव, शून्य बिंदु, या सेंसर विचलन को और ठीक कर देंगे।
इन सिग्नल प्रोसेसिंग चरणों के बाद, ट्रांसमीटर अंतिम तापमान को 4-20mA में परिवर्तित करता है, या इसे HART या फील्डबस डिजिटल संचार विधियों के माध्यम से PLC, DCS, डिस्प्ले मीटर या अधिग्रहण सिस्टम में भेजता है।
नौवीं. दो-तार प्रणाली
कई 4-20mA तापमान ट्रांसमीटर दो-तार कनेक्शन विधि का उपयोग करते हैं।
ये दो तार बिजली आपूर्ति और माप संकेत के संचरण दोनों के लिए जिम्मेदार हैं।
नियंत्रण प्रणाली के ट्रांसमीटर, बिजली की आपूर्ति और एनालॉग इनपुट मॉड्यूल एक ही वर्तमान सर्किट में श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। ट्रांसमीटर सर्किट से अपने संचालन के लिए आवश्यक शक्ति प्राप्त करता है और सर्किट करंट को समायोजित करके तापमान की जानकारी को 4-20mA में परिवर्तित करता है।
क्षेत्र में सामान्य दो-तार तापमान ट्रांसमीटर, जहां बिजली की आपूर्ति और 4-20mA सिग्नल तारों की एक ही जोड़ी का उपयोग करते हैं, दोनों ट्रांसमीटर को बिजली की आपूर्ति करते हैं और माप संकेत को नियंत्रण प्रणाली में लौटाते हैं।
एक्स. सारांश
यदि साइट पर तापमान प्रदर्शन गलत है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि तापमान ट्रांसमीटर दोषपूर्ण है।
तापमान माप सर्किट है: तापमान सेंसर → कनेक्टिंग वायर → टर्मिनल ब्लॉक → तापमान ट्रांसमीटर → 4-20mA सर्किट → एनालॉग इनपुट मॉड्यूल → पीएलसी या डीसीएस।
इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि इस श्रृंखला का कौन सा हिस्सा दोषपूर्ण है, केंद्रीय नियंत्रण पर प्रदर्शित तापमान असामान्य हो सकता है। इसलिए, समस्या निवारण करते समय, किसी को केवल सेंसर या ट्रांसमीटर पर ध्यान केंद्रित नहीं करना चाहिए।
इसलिए, जांच करते समय, सिग्नल ट्रांसमिशन की दिशा में चरण दर चरण जांच करना अधिक प्रभावी तरीका है।
तापमान ट्रांसमीटर सीधे "तापमान को मापता नहीं है", बल्कि ऑन-साइट सेंसर और नियंत्रण प्रणाली के बीच तापमान सिग्नल को सटीक रूप से परिवर्तित और प्रसारित करता है।
-- एक सहकर्मी के आधिकारिक खाते से उद्धृत
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