ترانسمیتر ها از کاربردی ترین تجهیزات ابزاردقیق در صنعت هستند.
راستی تفاوت ترانسمیتر و ترانسدیوسر چیست ؟

در این نوشته به طور کامل با ترانسمیتر فشار و ترانسدیوسرها آشنا خواهیم شد.

سرفصل های این مفاله به صورت زیر می باشد:

#1 ترانسمیتر چیست

#2 فرق و تفاوت ترانسمیتر و ترانسدیوسر

#3 انواع ترانسمیتر

  • ترانسمیتر فشار
  • ترانسمیتر سطح
  • ترانسمیتر دما
  • فلو ترانسمیتر

#4 سیگنال ترانسمیتر جریان ، ولتاژ و مقاومت

اول از همه به سراغ مفهوم ترانسمیتر می رویم:

#1 ترانسمیتر چیست (بخشی از بسته INSTART)

مدرس: مهندس فرزاد لطفی

برای آشنایی با ترانسمیترها و اینکه ترانسمیتر چیست ؟
ابتدا بایستی با انواع تجهیزات ابزار دقیق از نظر انتقال اطلاعات آشنا شویم.

سپس به بررسی انواع سیگنال های انتقالی و ارتباطی خواهیم پرداخت.

در انتها به این نتیجه خواهیم رسید که چه نوع سیگنالی (جریانی-ولتاژی-مقاومتی)انتخاب مناسب تری برای انتقال اطلاعات از طریق ترانسمیتر است؟

خب برویم به سراغ بررسی اینکه ترانسمیتر چیست…

تجهیزات از نظر انتقال اطلاعات به اتاق کنترل به دسته‌های زیر تقسیم بندی می‌شوند:

1-1 ترانسمیتر Transmitter

ترانسیمتر ها تجهیزاتی هستند که پس از اندازه‌گیری یک پارامتر، مقدار اندازه‌گیری شده را به کمک یک سیگنال به اتاق کنترل انتقال می‌ دهند.

این سیگنال می ‌تواند از نوع ولتاژی یا جریانی یا هر نوع دیگر باشد.

در مورد سیگنال‌ها در مبحث بعدی به طور مفصل توضیح خواهیم داد.

اینجا به صورت گذرا اشاره می‌کنیم که سیگنال آنالوگ، یک سیگنال پیوسته بوده که دما نمونه‌ای از این سیگنال است.

دمای بین 0 تا 100 درجه را در نظر بگیرید، این بازه مقادیر پیوسته از 0 تا 100 را شامل می‌ شود که اگر فرضا به یک سیگنال ولتاژی تبدیل شود، ممکن است رنج بین 0 تا 5 ولت را به خود اختصاص بدهد.

اما چراغ LED یک سیگنال دیجیتال‌ می‌باشد. چراغ روشن هست یا روشن نیست.

به طور کلی، ترانسمیتر ها، یک سیگنال آنالوگ Analog هستند.

ترانسمیتر

1-2 گیج Gauge

گیج، ابزاری است که مقدار یک پارامتر را در فیلد اندازه‌گیری کرده و آن مقدار را در همان محل نمایش می‌دهد.

عملکرد یک گیج کاملا مکانیکی بوده و به صورت مکانیکی یک پارامتر را اندازه‌گیری کرده و
با یک pointer عقربه، مقدار اندازه‌گیری شده را در همان محل نمایش می‌دهد.

گیج‌ها چون به صورت مکانیکی کار می‌کنند، هیچگونه سیگنالی برای آنها در نظر گرفته نمی شود.

1-3 سوئیچ Switch

از سوئیچ‌ها برای محافظت protection استفاده شده و یکی از آیتم‌ های حفاظتی هر سیستم محصوب می‌شوند.

فرض کنید، بر روی یک مخزن یک سوئیچ فشار بالا pressure switch high نصب شده است.

در واقع هنگامی‌که فشار مخزن به بالاترین حد خود برسد، یک سیگنال کنترلی حاوی مقدار 1 دیجیتال به اتاق کنترل ارسال می‌شود.

در یک مثال ملموس‌تر، کولرهای آبی که در خانه‌هایمان قرار دارد را در نظر بگیرید.

احتمالا یک توپ شناور را در داخل این کولر ها مشاهده کرده ‌اید.

این توپ هنگامی که به بالای آب بیاید (آب زیادی در محل جمع شود)، مسیر آب بسته می‌شود.

در واقع این توپ همانند یک سیگنال 0 و 1 عمل کرده و عملا یک سیگنال دیجیتال ارسال می‌کند.

بنابراین سوئیچ‌ها یک سیگنال دیجیتال هستند.

#2 فرق و تفاوت ترانسمیتر و ترانسدیوسر (بخشی از بسته INSTART)

وظیفه یک ترانسمیتر ارسال سیگنال به اتاق کنترل است.

ترانسمیتر فشار وظیفه دریافت سیگنال مکانیکی و اندازه گیری پارامتر مشخصی را دارد.

و سپس با تبدیل سیگنال مکانیکی به یک سیگنال جریانی یا ولتاژی (به طور مثال) آن را به اتاق کنترل ارسال می کنند.

ترانسمیتر فشار

این تبدیل در واحد ترانسدیوسر Transducer انجام می شود.

ترانسمیتر فشار

ترانسدیوسر یا مبدل، در واقع وسیله ای است که وظیفه ی تبدیل سیگنال مکانیکی را به سیگنال الکتریکی دارد.

به طور نمونه حرکت مکانیکی را می توان به حرکت یک آهنربا در داخل یک سیملوله منتقل کرد و
جریان القایی به وجود آمده را به اتاق کنترل فرستاد.

ترانسدیوسرهای فشار

دانلود ترانسمیتر pdf

با دانلود این فایل، به یک فایل پی دی اف در مورد آموزش ترانسمیتر که مربوط به همین مقاله است، دسترسی خواهید داشت.

دانلود ترانسمیتر pdf

خب پس از بررسی اینکه ترانسمیتر چیست
اکنون بررسی می کنیم که هنگامی که یک ترانسمیتر مقدار خود را خواند،
چگونه می تواند مقدار خوانده شده را به اتاق کنترل ارسال کند.

#3 انواع ترانسمیتر

در صنعت و به خصوص ابزار دقیق، انواع ترانمسیتر ها به 4 گروه زیر تقسیم بندی می شوند:

3-1 ترانسمیتر فشار Pressure Transmitter

اول از همه به سراغ ترانسمیتر فشار می رویم.

نحوه نصب ترانسمیتر فشار

ترانسمیتر فشار Pressure Transmitter به هیچ عنوان روی خط نصب نشده و همیشه ریموت نصب می شوند.

به عبارت دیگر به علت وزن بالای المنت های اندازه گیری ترانسمیتر فشار، آنها را عموما به صورت ریموت نصب می کنیم

نحوه نصب ترانسمیترهای فشار

عملکرد ترانسمیتر فشار

عملکرد ترانسمیتر فشار به این صورت است که سیال عبوری، به پشت المنت اندازه گیری آمده و
تغییرات فشار سیال عبوری به المنت، جریان خروجی را تغییر داده و وضعیت سنسور تغییر می کند.

(به توضیحات فیلم مراجعه کنید)

ترانسمیتر اختلاف فشار Differential Pressure Transmitter

فرض کنید مطابق تصویر زیر یک فیلتر داریم و میخواهیم اختلاف فشار آن را اندازه گیری می شود:

ترانسمیتر اختلاف فشار

برای این منظور بایستی دو عدد پایپ جدا کننده، توسط واحد Piping آماده شده و
سپس با استفاده از تیوب و ترانسمیتر مربوطه، اختلاف فشار اندازه گیری شود.

المنت DPG به صورت زیر می باشد:

المنت ترانسمیتر اختلاف فشار

نحوه کالیبراسیون ترانسمیتر فشار

چگونگی و نحوه کالیبراسیون ترانسمیتر فشار بسیار ساده می باشد.

از آنجایی که کالیبراسیون از اهمیت بالایی برخوردار است،
مقاله جداگانه ای برای نحوه کالیبراسیون ترانسمیتر فشار آماده کرده ایم:

ویژگی های ترانسمیتر فشار

یک ترانسمیتر فشار مناسب و سالم، بایستی دارای ویژگی های زیر باشد:

دقت اندازه گیری: بهتر از %0.5±

جنس متریال بدنه: Die Cast Al. / SS 

استاندارد نفوذ: IP65

تکرار پذیری: 0.2% F.S

تکرار پذیری یعنی آنکه تجهیز شما مثلا در پنج آزمایش مختلف (یکی در محیط مرطوب، یکی در میحط گرم، یکی در محیط سرد و ….)
مقداری را که اندازه گیری می کند، حداکثر 0.2% با مقدار واقعی تفاوت داشته باشد.

تذکر: اگر تکرار پذیری دستگاه دچار مشکل شده باشد، دیگر دستگاه قابل کالیبراسیون نبوده و
عملا المنت اندازه گیری فشار، دچار آسیب شده و باید دستگاه را تعویض کنیم.

تکرار پذیری را به صورت سالیانه چک خواهیم کرد.

ترانسمیتر های فشار

تست ترانسمیتر فشار

تست ترانسمیتر های فشار و همچنین ترانسمیتر های اختلاف فشار به بررسی ویژگی های آنها مربوط است.

یعنی با استفاده از کالیبراتور ها و تجهیزات لازم، ابتدا تکرار پذیری و دقت سنسورها را بررسی کنیم و
در صورت امکان سنسورها را به مقدار مناسب شان کالیبره نماییم.

کالیبراسیون تجهیزات ابزار دقیق

تست ترانسمیترهای فشار یکی از مهم ترین کارهای مهندسین ابزار دقیق می باشد.

3-2 ترانسمیتر دما Temperature Transmitter

سنسورهای دما ، پرکاربردترین تجهیزات اندازه گیری در حوزه های مختلف می باشند.

ترانسمیتر های دما را عموما متناسب با رنج دمایی موردنظر و میزان اهمیت پروژه، انتخاب می کنم.

ترانسمیتر دما عموما از نوع ترموکوپل است یا از نوع RTD و سنسور دمای PT100

ترانسمیتر دما ترموکوپل

برای ترموکوپل یک مقاله مجزا آماده کرده ایم که به طور کامل به تشریح مباحث پرداخته شده است:

ساخت ترانسمیتر‏ دم‏ا pt1‌‍00

برای آشنایی با ساخت ترانسمیتر دما PT100 و آر تی دی ها به مقاله زیر مراجعه کنید:

این را هم ببینید
آشنایی با ترمیستور و RTD

3-3 فلو ترانسمیتر (جریان) Flow Transmitter

فلو ترانسمیتر ها دارای انواع مختلفی هستند که هریک را در مقاله های زیر توضیح می دهیم:
(برای جلوگیری از بیش از حد طولانی شدن متن و همچنین ذکر مطالب جزئی تر برای افرادی که به دنبال آن مطالب هستند،
این مقاله ها را آماده کرده ایم و در این پست از توضیحات بیشتر در مورد آنها خودداری می کنیم)

3-4 ترانسمیتر سطح Level Transmitter

از ترانسمیترهای سطح برای اندازه گیری سطح و سپس ارسال مقادیر به PLC استفاده می کنیم.
(در صنعت از PLC عموما استفاده می شود)

ترانسمیترهای سطح عموما از قیمت بالایی برخوردار هستند و در انتخاب ترانسمیتر سطح بایستی دقت کنید.

سطح سنج خازنی به عنوان روشی ساده و پرکاربرد برای اندازه گیری سطح به صورت ترانسمیتری در مقاله های زیر آورده شده است:

#4 سیگنال ترانسمیتر جریان ، ولتاژ و مقاومت

هنگامی‌که مقدار یک تجهیز را به اتاق کنترل ارسال می‌ کنیم، از یک سیگنال کنترلی استفاده می‌ کنیم.

سیگنال‌ ها را می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم‌ بندی کرد:

4-1 سیگنال ولتاژی

یک سیگنال ولتاژی رنج‌های مختلفی را ممکن است داشته باشد.

5-0 ولت، 0-10 ولت، 0-24 ولت، 0-48 ولت.
این مقادیر DC است.

فرض کنید که یک فشار سنج، فشار یک لوله Pipe را اندازه گیری کند. این فشار بر روی یک بازه‌ی ولتاژی متناظر خواهد شد.

مثلا در یک پروژه، یک ترانسمیتر دما Temprature Transmitter بر روی یک خط قرار گرفته است،
و از طریق یک سیگنال الکتریکی مقدار اندازه‌گیری شده را به اتاق کنترل ارسال می‌ کند.

اگر در این مثال، دما بین 0 تا 120 درجه سانتی گراد باشد، این میزان دما را به یکی از رنج‌های بالا (مثلا 0-24  ولت)  متناظر می‌کنیم.

اگر اپراتور مقدار 12 ولت را در اتاق کنترل دریافت کند، به منزله‌ی دما 60 درجه سانتی گراد بوده و اگر 24 ولت را دریافت کند، بیانگر 120 درجه سانتی گراد است.

رنج‌ های ولتاژی پرکاربرد تر در حوزه ابزاردقیق و صنعت، رنج‌های 0-24 و 0-48  ولت دی سی هستند.

که عموما برای تجهیزات فیلد field instruments و شیر های برقی استفاده می‌شود.

4-2 سیگنال‌ جریانی ترانسمیتر

این سیگنال‌ها عموما در رنج‌های 0-20 میلی آمپر و 4-20 میلی آمپر هستند.

در همان مثال قبلی، می‌توانیم 0-120 درجه سانتی گراد را به 0-20 میلی آمپر متناظر کنیم.

اگر اپراتور جریان 12 میلی آمپر را در اتاق کنترل دریافت کند، این به منزله ‌ی چه دمایی بر روی خط است؟

بعله، 72 درجه سانتی گراد می ‌باشد.

اگر اپراتور جریان 0 میلی آمپر را در اتاق کنترل دریافت کند، این به منزله‌ی چه دمایی بر روی خط است؟

جواب دمای 0 است

بایستی توجه کنید که جریان 0 ممکن است به علت پاره شدن کابل در میانه راه باشد.

پس بهتر است برای مطلع شدن از قطعی کابل، از رنج 4-20 میلی آمپر استفاده کنیم.
و عموما سیگنال های جریانی به صورت 4-20 میلی آمپر است.

یک سوال مهم: اطلاعات را چگونه انتقال دهیم؟

اکنون می‌خواهیم سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال و همچنین ولتاژی یا جریانی بودن را باهم ترکیب کنیم و به بررسی ترکیب آنها بپردازیم.

هنگامی که قرار است یک سیگنال آنالوگ را به اتاق کنترل ارسال کنیم،
به علت طولانی بودن مسیر، بایستی از سیگنال‌های جریانی استفاده کنیم.

چرا؟

این امر به علت افت ولتاژ در سیگنال‌های ولتاژی در هنگام عبور از کابل است.

این یعنی برای مثال یک مقدار 5 ولت به اتاق کنترل ارسال شده و در آنجا، یک مقدار 4.7 دریافت می شود.
سیگنال‌های ولتاژی هنگام عبور از کابل‌، ممکن است دچار افت ولتاژ شوند.

همچنین نویز نیز از جنس ولتاژ بوده و تاثیر مستقیمی بر سیگنال‌های ولتاژی می‌گذارد.

بنابراین سیگنال‌های آنالوگ را به صورت سیگنال جریانی 4-20 میلی آمپر به اتاق کنترل ارسال می‌کنیم.

در مورد سوئیچ‌ ها و سیگنال‌ هایی که مقادیر صفر و یک را ارسال می‌کنند،
از سیگنال‌های ولتاژی 0-24 یا 0-48 ولت
DC، استفاده می‌کنیم. (0 ولت برای نبودن یا 0 شدن و 24 ولت برای بودن یا 1 شدن)

4-3 سیگنال مقاومتی

طبق قانون V=RI، احتمالا سیگال هایی از جنس مقاومت نیز وجود دارد

در مورد این سیگنال‌ها بایستی به RTD ها اشاره کنیم. RTD (آر تی دی) ها برای اندازه‌گیری دما مورد استفاده قرار گرفته و دما را مستقیما با تغییرات مقاومت نمایش می‌دهند.

در مورد RTD ها در قسمت سنسورهای دما بیشتر صحبت خواهیم کرد.

4-4 سیگنال‌های نیوماتیکی

همان‌طور که در مباحث P&ID مشاهده کردیم، این سیگنال را به صورت یک خط و دو خط مورب بر روی آن نشان می‌دهیم.

سیگنال‌های نیوماتیکی را امروزه به اتاق‌های کنترل ارسال نکرده و این سیگنال ‌ها امروزه کاربردی در سیستم کنترلی ما ندارند.

امروزه در صنعت از پی ‌ال ‌سی ها برای سیستم کنترل استفاده شده که با سیگنال‌ های ولتاژی و جریانی و مقاومتی کار می‌ کنند.

البته سیگنال‌ های نیوماتیکی یک کاربرد بسیار مهم دارند و آن هم در ولوهای کنترلی است.

یعنی آنکه برای باز و بسته شدن یک شیر، ما به سیگنال‌های نیوماتیکی نیاز داریم تا با استفاده از آنها شیر را باز یا بسته کنیم.

در واقع با استفاده از یک ولتاژ 0-24 ولت و یا 4-20 میلی آمپر نمی‌توانیم یک شیر را باز یا بسته کنیم.

در عمل، این سیگنال ولتاژی یا جریانی از اتاق کنترل به ولو ها ارسال شده و در آنجا به یک سیگنال نیوماتیکی تبدیل شده و از آن سیگنال نیوماتیکی برای باز و بسته شدن شیر استفاده می ‌شود.

در مباحث بعدی، در مورد شیرهای کنترلی و نحوه تبدیل این سیگنال‌ها به سیگنال نیوماتیکی صحبت خواهیم کرد.

شیر برقی چیست
شما می توانید به راحتی از صفحه محصول بازدید کنید.

دریافت 99 دقیق فیلم رایگان ابزاردقیق

مقاله بالا بخشی از بسته جامع آموزش ابزار دقیق (INS) است.

برای مشاهده کامل این بسته کلیک کنید.

مشاهده بسته ابزار دقیق
بسته جامع ابزاردقیق

به آموزش ابزار دقیق علاقه مندم

اگر محتوای آموزشی ابزار دقیق را می پسندید برای دریافت آموزش های رایگان فرم را تکمیل کنید.

شماره موبایل پشتیبانی: ۰۹۰۱۷۰۳۹۳۲۹


در نماتک نظر دهید