Waarom is compensatie van koude juncties nodig voor temperatuurtransmitters (of analoge ingangskaarten die worden gebruikt voor temperatuuringangen in een DCS)?
⑴ Temperatuurtransmitters worden in het veld geïnstalleerd, waar de temperatuur van de koude verbinding fluctueert als reactie op veranderingen in de omgevingsomgeving.
⑵ Als er geen koude-junctiecompensatie wordt toegepast, registreert de uitgang van de zender een waarde die hoger is dan de werkelijke temperatuur; dit kan ertoe leiden dat operators onjuiste beoordelingen maken. Daarom is compensatie van koude juncties essentieel.
Wat is een Cold Junction-compensator? Wat is het werkingsprincipe ervan?
Een thermokoppel-referentiejunctie-temperatuurcompensator is een apparaat dat is ontworpen om automatisch te compenseren voor variaties in thermokoppelmetingen die worden veroorzaakt door schommelingen in de referentie-junctietemperatuur. In wezen functioneert het als een DC millivolt-generator die een uitgangssignaal produceert dat direct evenredig is met veranderingen in de referentie-junctietemperatuur. Wanneer het in serie wordt aangesloten binnen het meetcircuit van het thermokoppel, maakt het de automatische compensatie van de referentie-junctietemperatuur tijdens meetwerkzaamheden mogelijk.
Productspecificaties
Deze intelligente temperatuurtransmittermodule is speciaal ontworpen voor gebruik in hoogwaardige, HART-protocol--geactiveerde temperatuurtransmitters. Het ondersteunt vier typen RTD's (PT50, PT100, PT500 en PT1000) en acht typen thermokoppels (typen E, J, B, K, N, R, S en T). Bovendien ondersteunt het de meting van zowel millivoltsignalen als weerstandssignalen. Het apparaat heeft een isolatiespanning van 1000 V DC.
Basisfuncties
1. Voedingsspanning: DC 10V – 32V;
2. Uitgangssignaal: 4–20 mA stroomlus gesuperponeerd op digitale communicatie via het HART-protocol (twee-draadsysteem); de HART-communicatie interfereert niet met de 4–20 mA analoge uitgang;
3. Beheer op afstand: Kan op afstand worden beheerd via een draagbare communicator of pc-gebaseerde configuratie- en inbedrijfstellingssoftware;
4. Interne temperatuurmeting: maakt gebruik van een interne Pt100-sensor om de omgevingstemperatuur te meten voor koude--junctiecompensatie van thermokoppels;
5. Koude-Nauwkeurigheid van de verbindingscompensatie: ±0,5 graad;
6. Demping: instelbaar van 0 tot 32 seconden;
7. Vernieuwingssnelheid van gegevens: 4 keer per seconde;
8. Stabiliteit: ±0,2% per jaar;
9. Bedrijfsomgevingstemperatuur: -40 graden tot +85 graden
(LCD-bedrijfstemperatuurbereik: -20 graden tot +70 graden);
10. Afmetingen: Ø44mm;
11. Afstand montagegaten: 33 mm;
12. Mechanische trillingsweerstand: 10–60 Hz, sinusoïdale golf van 0,21 mm;
13. Weerstand tegen RF-interferentie: IEC 61000-4-3, 20 V/m, 80–1000 MHz;
Werkingsprincipe van de geïntegreerde temperatuurzender
De geïntegreerde temperatuurtransmitter zet de door een thermokoppel of RTD-sensor (Resistance Temperature Detector) gemeten temperatuur om in een elektrisch signaal. Dit signaal wordt vervolgens naar het ingangsnetwerk van de zender gevoerd, dat relevante schakelingen bevat voor nulstelling, thermokoppelcompensatie en andere functies. Na nulstelling gaat het signaal een operationele versterker binnen voor versterking. Het versterkte signaal wordt vervolgens in twee paden gesplitst: één pad wordt verwerkt door een V/I-omzetter (spanning-naar-stroom) om een gelijkstroomuitgang van 4–20 mA te produceren; het andere pad wordt verwerkt door een A/D-omzetter (analoog-naar-digitaal) voor weergave op de meterkop van het apparaat.
De zender maakt gebruik van twee soorten linearisatiecircuits, die beide gebruikmaken van een feedbackmechanisme. Voor RTD-sensoren wordt correctie bereikt met behulp van een positieve feedbackmethode; voor thermokoppelsensoren wordt de correctie uitgevoerd met behulp van een stuksgewijs lineaire benaderingsmethode met meerdere-segmenten. De geïntegreerde temperatuurzender met digitaal-display biedt twee weergaveopties: modellen met een LCD-scherm maken gebruik van een twee--draads uitgangsconfiguratie, terwijl modellen met een LED-display een drie-draads uitgangsconfiguratie gebruiken.