Snímače tlaku jsou přesné přístroje a stejně jako všechny přístroje mohou někdy selhat.
Je obtížné určit, zda vysílač funguje dobře nebo ne, zvláště když jste v terénu, a i když víte, že něco není v pořádku, může být stále obtížné vědět, jak otestovat snímač tlaku.
Je to proto, že bez specializovaného vybavení nebudete ve většině případů schopni vidět nebo interpretovat zvýšení tlaku v nádobě.
Chcete vědět, jak zjistit, zda je snímač špatný?
Vše, co potřebujete, je multimetr!
Co je multimetr
V našem případě je multimetr nejlepším nástrojem pro určení, zda vysílač funguje nebo ne.
Obecně se jedná o dobře známý měřicí přístroj mezi elektrikáři a techniky v elektrotechnickém/elektronickém průmyslu, který dokáže měřit více elektrických vlastností, jako je napětí, proud a odpor.
Multimetry mohou být buď analogové nebo digitální, přičemž digitální multimetry (také běžně označované jako dmm) jsou stále populárnější.
Jak otestovat senzor multimetrem
Abyste mohli otestovat převodník tlaku, musíte připojit převodník k multimetru a použít vhodné budicí napětí k vybuzení převodníku.
Při nulovém zatížení změřte výstupní napětí vysílače. Zaznamenejte napětí a porovnejte ho se specifikací napětí naprázdno v datovém listu výrobce.
Pokud naměřená hodnota nekoreluje, snímač tlaku nepracuje správně.
Pokud je výstup vysílače proudový (4-20 mA), můžete jednoduše zapojit odpor (obvykle 250 R) do série a změřit napětí na odporu, abyste zjistili, zda senzor nefunguje správně.
Jak zkontrolovat snímač tlaku před instalací
Před instalací je důležité otestovat snímač tlaku – umožňuje vám to identifikovat jakékoli systémové chyby.
Pokud použijete nefunkční snímač tlaku, pravděpodobně získáte nepřesné údaje o tlaku, což může vést k nepříznivým výsledkům. Snímače tlaku by měly být v pravidelných intervalech testovány, aby bylo zajištěno, že fungují správně a v rámci specifikací.
Postupujte podle níže uvedených kroků a zjistěte, jak zkontrolovat snímač.
Jak otestovat 2vodičový proudový snímač tlaku
- Připojte svorku V+ napájecího zdroje ke svorce V+ vysílače
- Připojte svorku V- (nebo GND) vysílače k vodiči V+ na multimetru
- Připojte V- (nebo GND) vodič multimetru ke svorce V- (nebo GND) na napájecím zdroji
Vysílač musí dodávat proudový rozsah od 4 do 20 mA v podmínkách bez zátěže. Technický list výrobce obvykle uvádí přesné hodnoty odpovídající různým měřením tlaku. Zkontrolujte datový list, abyste zjistili, zda vysílač funguje správně.
Jak otestovat 3vodičový proudový snímač tlaku
- Připojte svorku V+ napájecího zdroje ke svorce V+ vysílače
- Připojte V- (nebo GND) svorku vysílače k V- vodiči napájecího zdroje
- Připojte V- (nebo GND) vodič multimetru ke svorce V- (nebo GND) na napájecím zdroji
- Připojte Iout kabel převodníku ke svorce I+ multimetru
Vysílač musí dodávat proudový rozsah od 4 do 20 mA v podmínkách bez zátěže. Technický list výrobce obvykle uvádí přesné hodnoty odpovídající různým měřením tlaku. Zkontrolujte datový list, abyste zjistili, zda vysílač funguje správně.
Jak otestovat 3vodičový snímač tlaku napětí
- Připojte svorku V+ napájecího zdroje ke svorce V+ vysílače
- Připojte V- (nebo GND) vysílače ke svorce V- (nebo GND) napájecího zdroje
- Připojte V+ vodiče multimetru ke svorce Vout out na vysílači
- Připojte V- (nebo GND) vodič multimetru ke svorce V- (nebo GND) napájecího zdroje
Vysílač musí poskytovat napětí, které odpovídá datovému listu výrobce, když není aplikováno žádné zatížení. Pokud jsou výsledky shodné, snímač tlaku funguje správně; pokud si hodnoty nejsou podobné, váš snímač tlaku s největší pravděpodobností nefunguje správně.
Jak otestovat 4vodičový snímač tlaku napětí
- Připojte V+ napájecího zdroje ke svorce V+ vysílače
- Připojte V- napájecího zdroje k V- svorce vysílače
- Připojte V+ vodič multimetru k Vout+ vodiči vysílače
- Připojte V-vodič multimetru k výstupnímu vodiči vysílače
Ve stavu bez zatížení musí převodník vydávat napětí rovné napětí naprázdno uvedenému v datovém listu.
Jak můžete vidět, je snadné se naučit testovat senzor pomocí multimetru a tyto znalosti lze použít daleko za hranice tlakových senzorů a do senzorů rychlosti, kyslíkových senzorů atd.
Ujistěte se, že s sebou nosíte multimetr, zvláště když jste na hřišti, abyste zjistili, zda je převodník špatný a jak to opravit!
Na trhu je mnoho typů senzorů – průtokové senzory, teplotní senzory, tlakové senzory, senzory vlhkosti, akcelerometry, senzory přiblížení a další. Většina snímačů obecně poskytuje elektrické výstupní signály jako zpětnou vazbu pro displej nebo řídicí systém. Obrázek 1 ukazuje mnoho typů senzorů, které lze připojit k řídicímu systému a zobrazovat pro specifické aplikace.
Obrázek 1. Zapojení snímače do řídicího systému a displeje
Když senzor selže, může se stát několik věcí; zde je snímek:
- Senzor nebo řídicí systém je dostatečně chytrý, aby detekoval poruchu a poskytl uživateli varování. Některé řídicí systémy mají vestavěné redundance, které tuto funkci nabízejí.
- Došlo k občasnému selhání a řídicí systém může, ale nemusí vydat varování. Aplikace může být v tomto scénáři částečně funkční nebo nefunkční.
- V aplikaci došlo k úplnému selhání a systém o tom neví a nemůže uživateli poskytnout zpětnou vazbu.
Dopad selhání aplikace závisí na kritické povaze zpětné vazby do řídicího systému. Pokud je to kritické, obvykle je třeba implementovat redundanci nebo nějakou formu inteligentní správy senzorů. Na trhu jsou inteligentní senzory, které se umí samotestovat, ověřovat a přizpůsobovat na základě vnějšího prostředí.
Bez ohledu na to, jak inteligentní jsou senzory nebo řídicí systémy, když senzor selže, někdo musí vyřešit, co se pokazilo. V tomto blogovém příspěvku krok za krokem vysvětlíme, jak řešit problémy se senzorem pomocí digitálního multimetru (DMM). Zde jsou kroky:
- Připravte se na odstraňování problémů se senzorem
- Posuďte úvahy při odstraňování problémů se snímačem
- Určete, jak senzor selhal a příčinu poruchy
- Doporučit řešení nebo nápravné opatření
Připravte se na odstraňování problémů se senzorem
Odstraňování problémů se selháním měření senzoru vyžaduje mechanické nástroje k odkrytí ochranných štítů nebo součástí, abyste se k danému senzoru dostali. Z bezpečnostních důvodů je také důležité nosit vhodné osobní ochranné prostředky (OOP), jako jsou izolované rukavice a ochranné brýle.
Dále potřebujete elektrický snímací přístroj k ověření měření zjištěných řídicím systémem. Protože většina senzorů má elektrické výstupy, je obvykle měřicím nástrojem digitální multimetr (DMM). Dokáže měřit napětí, proud, odpor, kapacitu, diodu, teplotu a další.
Pokyny pro odstraňování problémů se snímačem
Dráha snímače má tři části, které izolují problém měření, jak je znázorněno na obrázku 2.
Obrázek 2. Řešení problémů s dráhou snímače
První část tvoří elektroinstalace a propojení mezi snímačem a řídicím systémem. Svůj DMM můžete použít k provedení kontroly kontinuity nebo odporu vedení. V některých případech může mít vnitřní část kabelu protrženou nebo opotřebovanou izolaci v důsledku pohybů, vody zachycené uvnitř, ohýbání nebo jednoduše dlouhodobého vystavení slunečnímu záření a dešti. Nezapomeňte zkontrolovat rozhraní připojení vodičů, protože na pájkách nebo uvolněných šroubech mohou vzniknout mikrotrhliny, které vytvářejí odpor nebo přerušované rozhraní.
Dále buď rovnou ověřte měření senzoru, nebo, pokud je to možné, zkontrolujte, zda je váš řídicí systém ve správném pořádku. Ujistěte se, že je nastavení vašeho řídicího systému správné a že je provedena správná kalibrace a že je možné měřit podobné senzory. Pokud jsou kabeláž, připojení a řídicí systém ve správném pořádku, izolovali jste problém na snímači. Řešení problémů se senzorem závisí na jeho výstupu.
Senzory s výstupním napětím
Existuje mnoho typů snímačů s výstupním napětím. Je to nejjednodušší forma vstupu pro řídicí systémy. Některé senzory se nazývají převodníky, které mají vestavěné obvody pro úpravu signálu, které poskytují lineární analogový výstup nebo dokonce digitální výstup pro snadné zpracování řídicích systémů.
Pomocí digitálního multimetru (DMM) ověřte výstup senzoru odpovídající fyzickým vstupům, ať už jde o intenzitu světla, rychlost otáčení nebo vlhkost, a poté zkontrolujte charakteristiky senzoru na datovém listu.
Senzory, které vydávají proud
Po celém světě je instalovaná velká základna systémů proudové smyčky 4-20 mA, včetně osvědčených snímačů protokolu HART (Highway Addressable Remote Transducer). Existují dva způsoby měření výstupního proudu ze snímačů HART. První metodou je použití proudové sondy DMM k měření proudu. Jedná se o dobrý, nerušivý způsob měření. Druhou metodou je použití bočníkového odporu na výstupu převodníku/senzoru, jak je znázorněno na obrázku 3.
Obrázek 3. Boční odpor na proudových výstupních snímačích HART
Diodové senzory (netěsné senzory)
Diodové senzory se používají v mnoha aplikacích, jako je snímání intenzity světla, snímání blízkosti objektu nebo radiofrekvenční/mikrovlnný výkon. Některé diodové senzory jsou stejnosměrné a některé nikoli. DMM obvykle mají testovací funkci zvanou „test diod“, kde vstřikuje proud a měří napětí na testované diodě. Změnou polarity během testu diody můžete odstranit závadu základní funkce diodového senzoru. Pokud je poškozen P-N (pozitivní-negativní) přechod diody, může být elektricky otevřen nebo zkratován. To může DMM detekovat.
Odporové/kapacitní snímače
Tyto senzory se používají k měření mnoha fyzikálních parametrů, jako je poloha a přemístění, síla, zařízení lidského rozhraní a další. Teplotní senzory, jako jsou termistory a odporový teplotní detektor (RTD), jsou odporové senzory. Tyto snímače mohou být poškozeny nesprávným zacházením, elektrickým přepětím nebo běžným opotřebením. DMM mohou měřit odpor přesně s dostatečně širokým rozsahem Ω až GΩ.
Některé DMM mají také schopnost měřit kapacitu, což může pomoci při odstraňování problémů s širokou škálou kapacitních senzorů.
Snímače teploty
Digitální multimetry (DMM) s vestavěným hardwarem pro úpravu signálu měří různé typy teplotních senzorů, jako je termočlánek, odporový teplotní detektor (RTD) a termistor. Teplotní senzor můžete snadno odpojit od řídicího systému a ověřit teplotní senzor přímo pomocí vašeho DMM. Identifikujte typ senzoru a nastavte jej pomocí DMM.
Obrázek 4. Nastavení výběru teplotní sondy DMM 34470A Keysight
Zjistěte, jak senzory selhávají a co způsobuje selhání senzorů
Při provádění analýzy selhání, zejména u kritických senzorů, musíte určit, jak senzor selže a jaké jsou potenciální příčiny selhání senzoru. Časem to pomůže zlepšit váš celkový systém.
Zde je několik příkladů toho, jak senzor selže, a jeho potenciální příčiny.
