Transduser Tekanan adalah komponen penting dari berbagai aplikasi. Misalnya, kendaraan otomotif Anda memiliki perubahan tekanan untuk oli, cairan, dan bahan bakar. Demikian pula, mesin hidraulik menggunakan oli untuk mendorong dan menciptakan gaya.
Perubahan tekanan harus akurat untuk memastikan transmisi dan kekuatan tekanan yang tepat. Salah satu sensor tekanan yang paling penting adalah transduser tekanan 4-20mA. Hari ini, kita akan membahas berbagai aspek transduser tekanan ini dan memahami cara kerjanya.
Apa yang dimaksud dengan transduser tekanan 4-20mA?
Transduser tekanan, yang beroperasi pada sinyal 4-20mA, menguji tekanan cairan atau bahan bakar dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Alih-alih tegangan sebagai output, sistem ini menawarkan output arus.
Anda mungkin bertanya-tanya mengapa Anda harus mempertimbangkan transduser tekanan 4-20mA; logikanya sangat mudah.
- 4 mA mewakili nilai terendah yang dapat diukur (misalnya, 0 bar atau kisaran minimum).
- 20 mA mewakili nilai tertinggi yang dapat diukur (misalnya, skala penuh, seperti 100 bar).
- Pengukuran dan indikasinya lebih mudah. Baseline empat mA memastikan bahwa "nol hidup" ada, yang berarti bahwa jika loop membaca nol mA, ini mengindikasikan kegagalan-seperti kabel yang putus atau kehilangan daya-dan bukan hanya tekanan nol.
Aplikasi umum dari transduser tekanan meliputi:
- Otomasi industri
- Sistem HVAC
- Kontrol hidraulik dan pneumatik
- Pemantauan proses di pabrik kimia
- Fasilitas pengolahan air
Prinsip Kerja transduser tekanan 4-20mA
Prinsip kerja dari transduser tekanan dudukan siram 4-20mA melibatkan tiga tahap utama. Ini adalah:
Elemen penginderaan
Elemen penginderaan adalah alat pengubah permainan yang membentuk sensor tekanan. Dalam transduser tekanan 4-20mA, terdapat tiga jenis sensor yang sangat penting.
- Piezoresistif. Pada tipe ini, terdapat perubahan resistansi yang memicu perubahan tekanan pada strain gauge. Berdasarkan perubahan tersebut, ada sinyal listrik yang memberikan data.
- Sensor kapasitif sangat baik dalam mendeteksi perubahan tekanan. Mereka mengubah jarak antara dua lempeng, mengubah kapasitansi dan menginterpretasikan data.
- Kawat atau Kristal Resonansi. Jika terjadi perubahan tekanan, maka akan mempengaruhi frekuensi getaran.
Konversi sinyal
Elemen penginderaan bertujuan untuk penginderaan tekanan. Langkah berikutnya adalah konversi sinyal. Inilah bagaimana hal ini terjadi.
- Sensor mendeteksi perubahan tekanan melalui resistansi atau kapasitansi.
- Perubahan ini ditransmisikan ke dalam sinyal listrik.
- Sinyal listrik ini menyebabkan output tegangan dalam sistem, memberikan pembacaan.
Keluaran Loop Saat Ini
Karena Anda menggunakan sistem output saat ini, konversi tegangan dikonversi ke nilai saat ini. Terjemahan saat ini terjadi antara 4mA dan 20mA, memastikan output sistem yang aman.
Perubahan ini sebanding dengan perubahan tekanan. Misalkan transduser memiliki rentang 0-100 psi.
- Pada 0 psi → output 4 mA
- Pada 50 psi → output 12 mA
- Pada 100 psi → output 20 mA
Alih-alih menunjukkan nilai dalam tegangan, mengapa Anda harus mengandalkan arus? Logikanya sangat mudah.
- Dampak gangguan listrik minimal pada sinyal arus.
- Tidak ada lagi kesalahan penurunan tegangan karena bertambahnya panjang kabel.
- Banyak perangkat industri menafsirkan loop 4-20 mA.
Panduan Langkah-demi-Langkah untuk Pengkabelan transduser tekanan 4-20mA
Jika Anda ingin mendapatkan pekerjaan penginderaan tekanan terbaik dari sensor tekanan Anda, kabel dan catu daya dapat membantu Anda.
Tersedia koneksi dua kabel, tiga kabel, dan empat kabel. Mari kita evaluasi setiap koneksi.
Sambungan 2 kabel
Sambungan 2 kabel adalah yang paling umum dan terstandardisasi karena kemudahan dan proses pemasangan yang cepat. Kemungkinan kesalahan lebih kecil karena dua kabel memiliki dua terminal.
Ini adalah:
- Kabel positif (+) terhubung ke terminal catu daya positif. Kabel ini terhubung dengan beberapa perangkat dan input sinyal penerima (PLC, pengontrol, layar).
- Kabel negatif (-) terhubung kembali ke terminal negatif catu daya.
Tegangan bervariasi antara 12 dan 16V DC.
Setelah Anda memilikinya, lanjutkan dengan koneksi. Berikut ini beberapa langkah pengkabelan sederhana.
- Langkah 1: Matikan catu daya
Keamanan adalah pilihan pertama. Untuk menghindari kecelakaan, Anda harus memastikan apakah catu daya sudah terhubung. Jika ya, segera matikan untuk memastikan tidak ada arus atau tegangan yang mengalir.
- Langkah 2: Hubungkan Terminal
Seperti yang sudah kita tentukan, ada dua terminal. Salah satunya adalah terminal positif yang harus dihubungkan ke terminal positif. Anda harus menghubungkan terminal positif ke terminal positif daya loop.
Sambungan terminal negatif berbeda. Anda harus menghubungkan terminal negatif ke elektroda negatif perangkat pengukuran, lalu ke terminal negatif daya loop.
- Langkah 3: Nyalakan sistem
Periksa koneksi dan polaritas sebelum Anda menyalakan sistem. Pastikan sistem berfungsi.
Sambungan 3 kabel
Sambungan 3-kabel menawarkan rute terpisah untuk output sinyal dari pengembalian daya. Konfigurasi ini ideal untuk sektor industri dan memberikan daya tahan sinyal yang lebih baik.
Terdapat tiga terminal kabel.
- V+ (Daya Positif). Kabel ini menghubungkan terminal positif catu daya DC (biasanya 12-36 V DC).
- Keluaran Sinyal. Terminal ini mengirimkan arus 4-20 mA ke PLC, layar, atau pengontrol.
- V- (Daya Negatif) adalah terminal umum dengan jalur balik bersama. Terminal ini menyediakan transmisi daya dan sinyal.
Langkah-langkah pemasangan kabelnya mudah. Anda bisa mengikutinya:
- Koneksi terminal positif. Hubungkan V+ ke terminal positif catu daya.
- Koneksi terminal keluaran sinyal. Terminal output sinyal ke input sinyal perangkat penerima Anda.
- Koneksi terminal negatif. Hubungkan V- ke terminal negatif catu daya dan terminal arde/arde input sinyal.
Sambungan 4 kabel
Sambungan 4-kabel memiliki rute terpisah untuk daya dan sinyal. Sambungan ini memberikan sinyal yang lebih baik daripada 3-kabel, tetapi digunakan pada sensor industri tertentu.
Mari kita lihat terminalnya.
- V+ (Daya Positif): Input catu daya DC positif.
- V- (Daya Negatif): Input catu daya DC negatif.
- Sinyal + (Output Positif): Sisi positif dari sinyal loop 4-20 mA.
- Sinyal - (Output Negatif): Sisi negatif dari sinyal loop 4-20 mA.
Menguji transduser tekanan 4-20mA
Menguji transduser tekanan 4-20mA sangat penting untuk mengonfirmasi apakah transduser ini bekerja dalam kisaran tekanan yang ditentukan dan menyediakan fungsionalitas yang optimal. Untuk itu, Anda harus melalui berbagai langkah dan membawa beberapa alat.
Kami telah mencantumkan alat dan langkah yang diperlukan di sini.
Alat yang dibutuhkan
Berikut ini adalah daftar alat yang diperlukan untuk menguji transduser tekanan 4-20mA.
- Multimeter digital (DMM) untuk mengukur DC
- Kalibrator putaran. Ini adalah alat opsional, tetapi direkomendasikan untuk pengujian yang tepat.
- Catu daya (24 V DC adalah standar)
- Sumber tekanan yang diketahui (pompa tangan, penguji beban mati, atau tekanan proses)
Prosedur pengujian dasar
Setelah Anda mengumpulkan semua alat, sekarang saatnya untuk menguji transduser tekanan 4-20mA dengan langkah-langkah berikut.
- Utamakan keselamatan.
Matikan sumber daya apa pun dan turunkan tekanan sistem sebelum menyambungkan atau melepaskan sambungan untuk mencegah terjadinya kesalahan atau kecelakaan selama pengoperasian.
- Koneksi
Anda harus membawa catu daya dan menyambungkan transduser ke catu daya dari satu terminal. Pada terminal kedua, Anda dapat menyambungkan peralatan pengukur yang membantu menguji transduser tekanan 4-20mA.
- Terapkan tekanan yang diketahui.
Pengujian pada tekanan yang diketahui dapat membantu mengevaluasi kisaran. Alat pengukuran mengambil nilai yang relevan. Berikut ini ada beberapa kisaran tekanan. Anda harus mengubah tekanan antara 0%, 25%, 50%, 75%, dan 100% dari kisaran tersebut.
- Mengukur keluaran arus pada setiap langkah.
Yang harus Anda lakukan adalah mengukur output saat ini pada setiap langkah. Uji setiap level secara terpisah dan hitunglah.
- Bandingkan pembacaan dengan nilai mA yang diharapkan.
Setelah Anda memiliki semua nilai, sekarang saatnya untuk membandingkannya dan menentukan kisarannya. Inilah yang harus Anda lakukan.
- 0 psi → 4,00 mA
- 25 psi → 8,00 mA
- 50 psi → 12.00 mA
- 75 psi → 16.00 mA
- 100 psi → 20,00 mA
Panduan pemecahan masalah untuk transduser tekanan 4-20mA
| Gejala | Kemungkinan Penyebab | Solusi |
| Tidak Ada Sinyal (0 mA) |
|
|
| Output Terjebak pada 4 mA |
|
|
| Output Terjebak pada 20 mA |
|
|
| Pembacaan yang Berfluktuasi atau Berisik |
|
|
| Pembacaan yang Salah vs Tekanan Sebenarnya |
|
|
Kesimpulan
Memilih sensor tekanan memang menantang. Hal ini karena Anda harus melihat kualitas, nilai, output, dan beberapa faktor akurasi. Tidak semua transduser tekanan cocok untuk pilihan Anda. Bahkan banyak yang bervariasi berdasarkan sistem.
Apakah Anda ingin menjelajahi sensor tekanan kelas atas? Penawaran sensor Sendo sensor tekanan kecil SS311 yang memiliki fitur output 4-20mA dan memberikan pengukuran tekanan yang akurat dalam sistem. Lihat pilihan kualitasnya sekarang!