Jakie są aktualne przetworniki?
Ogólnie rzecz biorąc, przetworniki przetwarzają energię elektryczną na inne formy energii, jak w przypadku głośników audio, lub z innych form energii na sygnały elektryczne, takie jak przetworniki ciśnienia. Termin przetworniki prądu jest jednak zwykle używany do opisania urządzeń przetwarzających sygnały prądu przemiennego (AC) lub prądu stałego (DC) na analogowe sygnały oprzyrządowania stosowane w przemysłowych systemach sterowania. W tym przypadku zamieniliby zmierzoną wartość prądu przemiennego lub stałego, być może zasilacz silnika lub pompy, na analogową wartość procesową DC 4-20 miliamperów (mA) lub sygnał pneumatyczny 3-15 psi dla pneumatycznych układów sterowania.
Termin ten, odnoszący się do branży sterowania, służy również do definiowania określonych urządzeń do konwersji. Urządzenia te zmieniają analogowe sygnały procesowe 4-20 mA DC na analogowe sygnały pneumatyczne 3-15 psi w celu uruchomienia proporcjonalnych pneumatycznych zaworów sterujących lub przekształcają sygnały ciśnienia w proporcjonalne analogowe sygnały procesowe 4-20 mA DC. Pomiary te są zwykle stosowane do opisania normalnie działającego procesu. Konwertując rzeczywiste sygnały z przyrządu na te znormalizowane zakresy, można odnotować pomiary wykraczające poza te zakresy i zastosować je w diagnostyce.
Obecne przetworniki zaczęły być szeroko stosowane w latach 70. i 80. XX wieku, ponieważ duże zakłady przetwórcze, takie jak rafinerie ropy naftowej, były komputeryzowane. Większość z nich była do tej pory kontrolowana przez pneumatyczne systemy sterowania, ze względu na samoistne bezpieczeństwo pneumatyki w środowiskach łatwopalnych i wybuchowych. Aby komputery mogły korzystać z informacji w czasie rzeczywistym pochodzących z wielu pneumatycznych przetworników procesowych mierzących temperatury, ciśnienia, przepływy, poziomy i inne zmienne, ich wyjścia pneumatyczne musiały zostać przetworzone na sygnały elektroniczne za pomocą przetworników ciśnienia na prąd.
W tych zakładach znajdowały się również setki pneumatycznie sterowanych zaworów sterujących, które musiały otrzymywać instrukcje wyjściowe z komputera sterującego, który wysyłał te sygnały jako analogowe sygnały prądowe 4-20 mA DC. Wymagało to konwersji prądu na pneumatykę. Przemysł wkrótce nazwał te przetworniki I – P lub I / P, gdzie I oznacza prąd wejściowy, a P oznacza moc pneumatyczną.
Większość przetworników I / P przekształca swoje sygnały elektroniczne na pneumatyczne, przepuszczając prąd przez uzwojoną cewkę w polu magnetycznym, które moduluje dyszę przeciwciśnienia w pneumatycznym obwodzie pilotującym, który zapewnia moc pneumatyczną 3-15 psi. Przetworniki ciśnienia na prąd wykorzystują membrany ciśnieniowe, które są mechanicznie połączone z wzbudzonymi tensometrami, czujnikami piezoelektrycznymi lub czujnikami pojemnościowymi, które napędzają sekcję wzmacniacza wyjściowego. Następnie przesyłają one wymagany prąd wyjściowy 4-20 mA DC do systemów sterowania.
Przetwornik prądu może również opisywać rodzaj czujnika, który mierzy strumień magnetyczny przewodu zasilającego w celu wykrycia prądów silnika napędzającego maszyny i urządzenia procesowe oraz przesyła analogowy miliamper lub sygnał napięciowy do układów sterowania. Przetworniki prądu z rdzeniem stałym mają transformatory z pierścieniem o zamkniętej pętli, które należy wsunąć na tymczasowo otwarty koniec przewodu zasilającego. Przetworniki z rdzeniem dzielonym mają zawiasową stronę pierścienia transformatora, który można tymczasowo otworzyć, aby umożliwić przesuwanie pierścienia wokół przewodnika, którego nie można odłączyć. Zazwyczaj zawierają one prostownik i regulowane obwody kondycjonujące wyjście, aby umożliwić określone kalibracje dla analogowych układów sterowania.