I trasmettitori di temperatura sono ampiamente utilizzati. A causa dell'ampia varietà di ambienti operativi, condizioni sul campo e strumenti di supporto, ingegneri, tecnici e personale di manutenzione spesso incontrano vari problemi durante il funzionamento. Sulla base di anni di esperienza pratica, l'autore analizza brevemente alcune delle principali cause di guasto dei trasmettitori di temperatura.
I. Guasti causati dai sensori di temperatura
Si tratta di guasti comuni e facili-da-diagnosticare. Quando si verifica un'uscita anomala dal trasmettitore di temperatura, controllare innanzitutto se il sensore di temperatura è difettoso. Supponendo che il circuito del trasmettitore sia normale, possono verificarsi le seguenti situazioni:
1. Circuito aperto del sensore di temperatura
I trasmettitori di temperatura sono dotati di una funzione di allarme di guasto del sensore. Indipendentemente dal fatto che il front-end sia collegato a un RTD o a una termocoppia, l'uscita del trasmettitore scenderà al di sotto del segnale standard, ovvero al di sotto di 4 mA. La corrente di allarme di guasto standard è 3,75 mA. Se il multimetro mostra una corrente di uscita di 3,75 mA e il LED rosso sul modulo del trasmettitore lampeggia, il sensore di temperatura è a circuito aperto-. Il problema può essere risolto sostituendo il front-end- sonda.
Per i clienti con requisiti speciali per la corrente di allarme di guasto a causa di diversi strumenti host, i produttori possono fornire la personalizzazione. Ad esempio, se è richiesta una corrente di allarme di guasto inferiore a 3 mA, può essere impostata su 2,95 mA o anche inferiore garantendo la precisione.
2. Cortocircuito del sensore di temperatura
In questo caso, l'uscita del trasmettitore di temperatura è solitamente instabile e anomala, simile a "dati confusi" nel software. A causa del cortocircuito, la tensione immessa nell'MCU dopo l'eccitazione a corrente-costante diventa anomala. Dopo una serie di conversioni AD, amplificazione e conversione DA, l'uscita finale avrà un valore anomalo. Se il circuito front-end è ben-progettato, il modulo trasmettitore non verrà danneggiato; in caso contrario il modulo potrebbe essere distrutto.
3. Connessione allentata/Apertura virtuale/Cortocircuito virtuale del sensore di temperatura
Questo tipo di guasto fa sì che il trasmettitore funzioni in modo intermittente. Nella maggior parte dei casi, è causato dalla scarsa qualità dell'imballaggio del sensore di temperatura. La sostituzione della sonda risolverà il problema.
II. Guasti causati dall'alimentazione
Il normale intervallo di alimentazione per i trasmettitori di temperatura è 9–30 V CC o 8,5–30 V CC. Sul campo vengono comunemente utilizzati alimentatori switching da 12 V CC e 24 V CC. In condizioni normali, l'alimentazione non danneggia il trasmettitore. Tuttavia, i problemi di alimentazione sono una causa comune di guasto del trasmettitore.
1. Bassa tensione di alimentazione
I circuiti di alimentazione del trasmettitore sono generalmente progettati con margini. Se la tensione è 2–3 V CC inferiore al valore nominale (i trasmettitori a bassa-potenza possono funzionare anche a 5 V CC o 3,3 V CC a seconda del tipo di uscita), il trasmettitore può funzionare normalmente finché il consumo energetico è soddisfatto. Se l'alimentazione è insufficiente, il trasmettitore non funzionerà correttamente ma non verrà danneggiato.
2. Alta tensione di alimentazione
Generalmente, la tensione non deve superare i 32 VCC. Superare questo valore quasi sicuramente danneggerà il trasmettitore. Anche se i componenti non vengono bruciati immediatamente, la durata sarà notevolmente ridotta.
3. Problemi di alimentazione condivisa
È frequente che più dispositivi condividano la stessa alimentazione in un sistema. Normalmente, dispositivi con consumo energetico simile funzionano senza interferenze. Tuttavia, apparecchiature ad alta- potenza o dispositivi avviati/arrestati di frequente possono causare accumulo di carica (interferenze) o addirittura picchi di tensione. Pertanto, durante la progettazione del circuito, gli ingegneri dovrebbero analizzare le apparecchiature e gli strumenti utilizzati e fornire alimentazione a diversi tipi di dispositivi separatamente per evitare interferenze reciproche.
III. Danni causati da sovratensioni
Le sovratensioni sono un pericolo nascosto comune che danneggia i trasmettitori di temperatura.
Definizione di sovratensione:Un picco, o picco, è una sovratensione temporanea che supera la normale tensione operativa. Essenzialmente, un picco è un impulso acuto che si verifica in pochi microsecondi. Le cause comuni includono macchinari pesanti, cortocircuiti, commutazione di potenza o motori di grandi dimensioni. I prodotti dotati di dispositivi di soppressione dei picchi possono assorbire efficacemente energia elevata improvvisa per proteggere le apparecchiature collegate.
Data la natura distruttiva delle sovratensioni, è comprensibile che spesso danneggino i trasmettitori di temperatura. Se tali condizioni esistono nel sistema o nell'apparecchiatura, non è necessario utilizzare solo trasmettitori di temperatura isolati ma anche implementare un'adeguata messa a terra, isolamento, schermatura e circuiti di protezione. Anche altre apparecchiature nel sistema sono vulnerabili ai danni da sovratensione.
IV. Problemi causati da interferenze elettromagnetiche (EMI)
Motori di grandi dimensioni, macchinari pesanti, reattori, apparecchiature elettriche, linee di trasmissione, dispositivi radio e persino apparecchiature di grandi dimensioni in transito possono generare campi elettromagnetici, provocando interferenze elettromagnetiche condotte o irradiate. I tipi di EMI sono diversi e difficili da elencare completamente.
Ingegneri e tecnici esperti devono analizzare attentamente l'-ambiente in loco e adottare le misure necessarie. Le interferenze elettromagnetiche dovrebbero essere considerate un punto di prevenzione chiave durante la fase di progettazione per evitare problemi in anticipo e ridurre i problemi durante il funzionamento successivo.