Cảm biến PT1000 là gì? Bộ chuyển đổi PT1000 sang 4-20mA dùng để làm gì?

Tại sao chúng ta cần phải lắp đặt thêm bộ chuyển đổi PT1000 sang 4-20mA? Có bao nhiêu phương pháp cho việc đọc tín hiệu PT1000 sang 4-20mA. Trong bài viết ngày hôm nay, các bạn sẽ được tìm hiểu rõ về các khái niệm PT1000 và tín hiệu 4-20mA. Đồng thời những lý do việc sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu sang 4-20mA.

Bộ chuyển đổi PT1000 sang 4-20mA là gì?

Để hiểu rõ thế nào là một bộ chuyển đổi PT1000 sang 4-20mA, thì chúng ta nên tìm hiểu trước thế nào là PT1000? Tín hiệu 4-20mA là dạng tín hiệu gì? Như vậy, bạn sẽ dễ hình dung hơn khi tìm hiểu về các bộ chuyển đổi PT1000 sang 4-20mA này.

PT1000 sensor là gì?

PT1000 sensor là cảm biến nhiệt độ PT1000 thuộc dòng cảm biến nhiệt độ RTD. RTD được viết tắt từ Resistance Temperature Detection – cảm nhận nhiệt điện trở. Đây là loại cảm biến sẽ cảm nhận nhiệt độ môi trường dựa vô sự thay đổi giá trị điện trở. Giá trị điện trở thay đổi khi và chỉ khi nhiệt độ môi trường tăng hoặc giảm. Mặt khác, cấu tạo cơ bản của một cảm biến PT1000 như sau:

Vật liệu chủ yếu để cấu tạo nên loại cảm biến này là bạch kim – Platinum. Đây là một vật liệu kim loại có khả năng chịu được nhiệt độ lên đến khoảng 1700˚C, có tính trơ hóa học cho dù ở nhiệt độ cao. Con số 1000, được hiểu là khi ở nhiệt độ 0 ˚C sẽ cho giá trị là 1000Ω. Khi nhiệt độ tăng lên đến 1000 ˚C thì giá trị điện trở sẽ là 138,4 Ω. Vì tính chất như vậy, nó được dùng để chế tạo ra cảm biến nhiệt độ RTD.

Tuy nhiên, cảm biến nhiệt độ RTD PT1000 lại không được sử dụng phổ biến nhiều ở các nhà máy. Vì cảm biến này có giá thành mắc nhất trong các loại cảm biến nhiệt độ RTD. Nhưng, đây là loại nhiệt điện trở có độ chính xác nhỏ nhất trong các loại – lên đến 0,1%. Do đó loại này hay được dùng trong các phòng thí nghiệm, những khu vực cần độ chính xác cao như máy gia nhiệt, máy làm lạnh…

Tín hiệu 4-20mA là gì?

Tín hiệu tuyến tính 4-20mA đây là dạng tín hiệu Analogue có hình Sin hoặc Cos có giá trị từ 4mA đến 20mA. Đây là dạng tín hiệu phổ biến nhất trong lĩnh vực ngành điện điện tử, cơ điện tử và các ngành tự động hóa hiện nay. Để hiểu rõ thêm về dạng tín hiệu Analogue từ 4-20mA, các bạn đọc qua bài viết thông qua đường link dưới đây.

Tại sao nên dùng tín hiệu 4-20mA trong công nghiệp?Có bao nhiêu loại tín hiệu 4-20mA?

Lý do cơ bản nhất nhiều thiết bị điện tử dùng dạng tín hiệu này là bởi vì dễ nhận diện thiết bị có bị mất nguồn, bị đứt đoạn dây dẫn hay là board mạch bị hư.

Ví dụ đơn giản như thế này, khi dùng cảm biến áp suât từ 0-1 bar và ngõ ra của nó là 4-20mA. Nghĩa là, dòng điện 4mA tương ứng với 0 bar và 20mA tương ứng với 1 bar. Khi hoạt động bình thường, thì tín hiệu hiển thị sẽ ở con số 0.

Trường hợp cảm biến bị trục trặc, thì giá trị sẽ được đưa về là 3,8 hoặc 3,9 mA. Như vậy bạn có thể nhận diện được rằng cảm biến hoặc đường dây đang có vấn đề.

Còn nếu chúng ta dùng dạng tín hiệu 0-20mA. Khi mà cảm biến bị hư hoặc đường dây bị đứt đoạn thì giá trị sẽ hiện là 0. Như thế cho dù cảm biến đang chạy đúng hay không đúng thì giá trị vẫn là 0 mA. Thế thì bạn sẽ không thể phân biệt được nó đang chay đúng hay không. Vì lý do đấy mà hiện nay người ta chủ yếu dùng tín hiệu 4-20mA.

Vậy bộ chuyển đổi PT1000 sang 4-20mA là gì?

Bộ chuyển đổi PT1000 sang 4-20mA là dạng thiết bị dùng để chuyển đổi tín hiệu điện trở của PT1000 sang tín hiệu tuyến tính 4-20mA. Đây là những bộ chuyển đổi chuyên dùng để chuyển đổi sang những dạng tín hiệu tuyến tính.

Nguyên do cần những thiết bị này là bởi vì ngày nay ít có thiết bị nào dùng để đọc trực tiếp tín hiệu điện trở như là PT1000. Chủ yếu thường là những dạng thiết bị dùng để hiển thị nhiệt độ như HMI, S311A, các thiết bị PIC152 hoặc ATR121, ATR144…

Nhưng mà thực tế, ngày nay ở trong các lĩnh vực ngành tự động hóa người ta thường dùng chủ yếu các dòng PLC dùng để điều khiển tự động. Các dòng PLC này hay chủ yếu dùng tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V…

Thế nên, để có đọc tín hiệu từ các thiết bị đo lường nhiệt độ như PT1000 luôn phải đi kèm thêm những bộ chuyển đổi 4-20mA (Dạng tín hiệu tuyến tính tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp).

Đây cũng là một trong những nguyên do mà vì sao tín hiệu 4-20mA lại phổ biến trong các lĩnh vực điện tử, cơ điện tử, tự động hóa…

Các loại bộ chuyển đổi PT1000 sang 4-20mA

Vậy có bao nhiêu loại bộ chuyển đổi PT1000 sang 4-20mA? Bằng cách nào mà chúng ta chọn lựa được phương pháp hữu dụng trong quá trình mua bộ chuyển đổi sang 4-20mA?

Bộ chuyển đổi P1000 4-20mA gắn trong đầu củ hành 

Trên phần đầu của cảm biến, được thiết kế có một khoảng trống. Mục đích cho việc thiết kế này dùng để có thể lắp thêm hoặc nối dây ngõ ra cho thiết bị khác. Hiện nay, có một vài sản phẩm được thiết kế dành riêng với mục đích lắp đặt trực tiếp bên trong cảm biến.

Như vậy sẽ tiếp kiệm được không gian lắm đặt và tăng tính thẩm mỹ. Điển hình như bộ chuyển đổ đó là bộ chuyển đổi tín hiệu T121

Với thiết kế dạng hình tròn đường kính 44mm, dày 18,5mm. Do đó mà dạng thiết bị này được mua kèm chung với cảm biến nhiệt độ PT1000. Bộ chuyển đổi gắn trong đầu củ hành dùng để sang 4-20mA có những đặc điểm thông số sau đây:

• Dùng để đọc các loại tín hiệu: Biến trở (Có giá trị lên đến 1700Ω), can nhiệt điện (J, K, L, S, T, R, B, E, N), tín hiệu điện áp mV, tín hiệu điện trở và cùng với các loại cảm biến nhiệt độ RTD (PT100, PT500, Ni100, PT1000).
• Sử dụng nguồn “Loop power 7-30 Vdc” nên dùng được với nguồn Active đến từ PLC, ATR121, ATR144…
• Bộ phân giải tín hiệu lớn hơn 13bit và nhiệt độ môi trường hoạt động -40 + 105˚
• Độ chính xác lên đến 0,1%

Ưu điểm bộ chuyển đổi 4-20mA gắn trong đầu chủ hành

• Thiết kế nhỏ gọn, có thể gắn trực tiếp bên trong đầu củ hành
• Chuyển được đa dạng các loại tín hiệu ngõ vào sang 4-20mA.
• Cách ly tín hiệu lên đến 1500V
• Thời gian phản hồi tín hiệu nhanh
• Có khả năng lọc nhiễu tốt
• Có độ chính xác cao
• Giá thành phải chăng

Bộ chia tín hiệu PT1000 sang 4-20mA 

Bộ chia tín hiệu là gì? Hay bộ nhân tín hiệu là gì?

Hiểu đơn giản, đây cũng là một bộ chuyển đổi tín hiệu sang 4-20mA. Nhưng đây là bộ chuyển đổi có khả năng cho ra 2 tín hiệu 4-20mA. Đây là bộ có nhiều tên gọi như là bộ chia tín hiệu 4-20mA, bộ nhân tín hiệu 4-20mA.

Để có thể truyền tải tín hiệu PLC và vừa có thể hiện thị được nhiệt độ môi trường đo từ cảm biến PT1000. Thì bộ chia tín hiệu 4-20mA có chức năng dùng để đọc tín hiệu đầu vào từ cảm biến PT1000 sau đó sẽ chuyển đổi và tách thành 2 cổng tín hiệu 4-20mA. Đây là một trong những giải pháp giúp tín hiệu điện trở từ cảm biến truyền tới 1 hoặc 2 bộ đọc tín hiệu 4-20mA.

Đặc điểm thông số của bộ chia tín hiệu 4-20mA như sau:

• Dùng để đọc các loại tín hiệu như sau: tín hiệu điện áp (0-10V), tín hiệu dòng điện (0-20mA), biến trở (1kΩ-100kΩ), cảm biến can nhiệt (J, K, R, S…), RTD (PT100, PT1000…).
• Sử dụng nguồn điện từ 10…40 Vdc hoặc 19…28 Vac. Có khả năng chống nhiễu tín hiệu lên đến 1500Vac.
• Có độ chính xác lên đến 0,1%
• Dùng để chia thành 2 dạng tín hiệu ngõ ra: 0-20mA (Active/Passive) hoặc 0-10V

Ưu điểm bộ nhân tín hiệu 4-20mA

• Có thể đọc được nhiều loại tín hiệu
• Được thiết kế để có thể dùng máy tính cài đặt thiết bị
• Độ chính xác cao
• Khả năng cách ly điện áp lên đến 1500 Vac
• Có khả năng lọc nhiễu tốt.
• Dùng để chia/nhân thành 2 ngõ tín hiệu riêng biệt
• Đọc được cả tín hiêu dòng điện ngõ vào/ngõ ra ở dạng tín hiệu Active và Passvie.
• Kích thước nhỏ gọn, giúp tiếp kiệm không gian trong tủ điện
• Giá thành rẻ

Bộ chuyển đổi tín hiệu PT1000 4-20mA có Relay 

Bộ chuyển đổi tín hiệu PT1000 4-20mA có Relay là thiết bị dùng để chuyển đổi sang tín hiệu Analog 4-20mA. Đồng thời, bộ chuyển đổi được thiết kế thêm một ngõ ra Relay. Ngõ ra Relay này sẽ dùng để điều khiển các thiết bị Alarm như là đèn báo hiệu… Ngoài sự thiết kế kèm theo ngõ ra có Relay này, thì bộ chuyển đổi PT1000 sang 4-20mA có Relay còn có khả năng cách ly tín hiệu và chống lại sự tăng điện áp đột ngột.

Hiện tượng cách ly tín hiệu và quá trính chống lại sự tăng áp đột ngột là gì?

Đầu tiên, sự cách ly tín hiệu 4-20mA được gọi là một giải pháp an toàn để bảo vệ các thiết bị đo lường và độ điều khiển tín hiệu khi mà có hiện tượng chập mạch, cháy nổ. Thứ hai là về sự quá áp điện năng, là hiện tượng điện áp tăng đột xuất trong khoảng thời gian ngắn. Nguyên nhân dẫn đến có thể là do người dùng, hoặc dòng điện từ sét đánh…

Tóm lại, sự cách ly tín hiệu và sự chống quá áp trong thiết bị ví như một “cầu chì” giúp ngăn cản làm phá hỏng các thiết bị điều khiển như PLC, DCS…

Một số đặc điểm thông số của bộ chuyển đổi PT1000 sang 4-20mA có Relay như sau:

• Dùng để đọc các tín hiệu như: tín hiệu điện áp (mV or V), tín hiệu dòng điện mA, tín hiệu RTD…
• Được thiết kế để cách ly tín hiệu lên đến 3750 Vac và chống sự quá tải điện áp 400W/ms
• Độ chính xác lên đến 0,1% và độ phân giải 16bit
• Ngõ ra tín hiệu thường là 4-20mA

Ưu điểm bộ chuyển đổi 4-20mA có cổng Relay

• Đọc được đa dạng nhiều loại tín hiệu khác nhau
• Có khả năng chống nhiễu và cách ly tín hiệu lên đến 3750 Vac
• Điện năng tiêu thụ thấp (2.5W)
• Độ chính xác cao (0,1%)
• Dùng được phần mềm để cài đặt cho bộ chuyển đổi. Mục đích để tăng độ chính khi chuyển đổi tín hiệu
• Có khả năng lọc nhiễu tín hiệu tốt
• Kích thước nhỏ gọn, phù hợp lắp đặt trong tủ điện.
• Giá thành rẻ.

Tổng kết

Tóm lại, ở phần bài viết này đã cho các bạn biết thêm kiến thức về cảm biến PT1000. Thêm vào đó, vì sao hiện nay mọi thiết bị đo lường chủ yếu thường dùng tín hiệu tiêu chuẩn từ 4-20mA.  Đồng thời, bạn đã hiểu rõ thêm về những phương pháp dùng để chuyển đổi tín hiệu PT1000 sang 4-20mA.

Ngoài ra, không chỉ riêng về loại cảm biến PT1000 mà còn thêm những loại cảm biến phổ biến hiện nay như là: cảm biến nhiệt độ PT100, Ni100, NTC, can nhiệt…

Để hiểu rõ thêm về các thông tin của những bộ trên thì các bạn cứ liên lạc thông tin bên dưới.

Cảm ơn các bạn đã đọc bài viết của tôi. Chúc các bạn một ngày tốt lành!

SALES ENGINEER: Nguyễn Thành Đạt
SĐT: 0342962936