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温度伝送器のスケーリング方法

温度伝送器 温度伝送器 (温度トランスミッタ) は、熱電対やRTDなどの温度センサから、信号を測定または制御デバイスに送信するために使用します。温度トランスミッタは、センサの信号を増幅・調整した後で、記録デバイスに送ります。また、温度センサが生成した信号に干渉する恐れのあるRFIやEMIノイズを低減し、測定値の精度を高めます。DCSとPLCシステムは、センサの全レンジにわたり測定値を記録しますが、温度トランスミッタを、その能力の特定範囲で校正できます。測定値を狭いレンジに制限することで、精度を高めることができます。

熱電対伝送器 (トランスミッタ)の校正

熱電対伝送器は、通常、2本の銅リード線で非安定化電源に接続されます。リード線は伝送器に給電すると同時に、出力電流を記録デバイスに送ります。トランスミッタは、熱電対から信号を受信して処理し、熱電対から入力されたミリボルト電圧に正比例する出力電流を送ります。信号は、レンジのローエンドの温度に対応する4 mAから始まり、ハイエンドの20 mAまで増えていきます。トランスミッタは、保護ヘッド面またはその内部に設置できます。熱電対の延長ワイヤを使用する代わりに2本の銅リード線を使用して4~20 mA信号を送信すると同時に、伝送器にDC電圧を給電します。

熱電対伝送器の校正に必要な機器は、以下のとおりです:
  • mV精度が±0.002、mV分解能が0.001の高精度mVソース、または
  • mV精度が±0.002の高精度DVM、およびmV分解能0.001の調整式mVソース
  • 安定したアイスバス
  • 基準熱電対
  • mA精度が±0.002、mA分解能が0.001の高精度DMM
ガラス製ビーカに、蒸留水から作ったクラッシュアイスを入れ、十分な量の蒸留水を注いでシャーベット状にしてアイスバスを用意します。アイス(氷)が浮くほど大量の水を入れないでください。基準熱電対を挿入します。あるいは、DVM、アイスバス、電圧ソースの代わりに、熱電対校正器を使用することもできます。アイスバスを使用する校正の場合、トランスミッタを、DC電源とDMMモニタに接続します。銅リード線を使用して、基準シースをDVMまたはmVソースに接続します。熱電対校正器を使用する校正の場合は、トランスミッタをDC電源とDMMモニタに接続し、校正器の熱電対用入力ワイヤをトランスミッタに接続します。熱電対用入力ワイヤがトランスミッタと同じ校正状態であること、そして配線の極性が正しいことを確認してください。

伝送器で、Z(ゼロ)とS(スパン)ポテンショメータを見つけます。メーカーの仕様書を参考に、所望の温度範囲に対応するZ(ゼロ)とS(スパン)調整のmV入力値を特定してください。校正器を使用する場合、適切なZ(ゼロ)とS(スパン)値を選択します。DC mVソースを、温度範囲のローエンドに対応するZ(ゼロ)mV値に設定し、Zポテンショメータを使用して、DMMモニタ上で4.000 mAになるようにします。次に、DC mVソースを、温度範囲のハイエンドに対応するS(スパン)mV値に設定し、Sポテンショメータを使用して、DMMモニタ上で20.000 mAになるようにします。表示される値が、正確に4.000 mAと20.000 mAになるまで、ポテンショメータで調整してください。

RTD 伝送器の校正

RTD伝送器は通常、非安定化電源から給電され、2線または3線式RTDと互換性があります。入力を受けると、トランスミッタは、RTDセンサに正比例する出力電流を送ります。伝送器は、保護ヘッド面またはその内部に設置できます。2本の銅リード線を使用して、温度信号を送信すると同時に、DC電圧を伝送器に送ります。 

RTD伝送器の校正に必要な機器は、以下のとおりです:
  • Ω精度が±0.02、Ω分解能が0.01の高精度のディケード抵抗ボックス、または
  • 高精度RTDシミュレータ
  • mA精度が±0.002、mA分解能が0.001の高精度DMM
伝送器を、DC電源とDMMモニタに接続します。銅リード線を使用して、伝送器を、RTD校正器またはディケード抵抗ボックスに接続します。伝送器で、Z(ゼロ)とS(スパン)ポテンショメータを見つけます。メーカーの仕様書を参考に、所望の温度範囲に対応するZ(ゼロ)とS(スパン)調整の抵抗値を特定してください。RTDシミュレータを使用する場合、適切なZ(ゼロ)とS(スパン)値を選択します。ディケード抵抗ボックスを、温度範囲のローエンドに対応するZ(ゼロ)Ω値に設定し、Zポテンショメータを使用して、DMMモニタ上で4.000 mAになるようにします。次に、ディケード抵抗ボックスを、温度範囲のハイエンドに対応するS(スパン)Ω値に設定し、Sポテンショメータを使用して、DMMモニタ上で20.000 mAになるようにします。表示される値が、正確に4.000 mAと20.000 mAになるまで、ポテンショメータで調整してください。

まとめ

入力に対するアナログ出力信号のスケーリングという点で、温度伝送器はとてもフレキシブルです。温度伝送器は信号を絶縁し、ノイズをフィルタリングして増幅し、精度を高めます。RTDと熱電対伝送器は、±0.1%のフルスケール精度を実現します。また温度伝送器は、信号を電磁干渉と無線周波数干渉から保護することで安定性を提供します。SとZポテンショメータは相互に作用するので、校正を繰り返すことが必要です。

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