EL TRANSMISOR DE TEMPERATURA
Ing. Pablo Herrera
1. Introducción
1.1
Calibración del sensor
- En un punto
Mediante la calibración del sensor (en un
punto), se puede desplazar el punto cero de la característica del sensor
conectado. De este modo se puede calibrar el valor inicial del sensor de
entrada. Esto no afecta al alcance de medida. La calibración en un punto equivale
a la introducción de un offset del sensor. El resultado de la calibración en un
punto se memoriza en las variables “offset sensor
- En dos puntos
Mediante la
calibración del sensor (en dos puntos), la característica del sensor conectado
se puede ajustar en dos puntos de compensación. De este modo, los valores
medidos en los puntos de compensación resultan correctos. La calibración del
sensor del sensor en dos puntos permite reducir el porcentaje de fallos debidos
a la característica.
1.2 Ajuste del sensor
- Ajuste del punto inferior de calibración del
sensor
La variable de proceso (p. ej. temperatura o
resistencia) para la cual es preciso efectuar la calibración inferior del
sensor se coloca en la entrada del transmisor. Mediante el comunicador HART, se
debe ordenar al transmisor que registre este valor de proceso. Esta operación implica
un desplazamiento del offset de la característica (punto B, fig. 1).
- Ajuste del punto superior de calibración del
sensor
La variable de
proceso (p. ej. temperatura o resistencia) para la cual es preciso efectuar la
calibración superior del sensor se coloca en la entrada del transmisor.
Mediante el comunicador Hart se debe ordenar al transmisor que registre este
valor de proceso. Al hacerlo, se corregirá la pendiente de la característica (punto
C, figura 1). El punto inferior de calibración del sensor no resulta afectado.
1.3 Calibración
del sensor de corriente (calibración digital-analógico)
La
corriente emitida por el transmisor se puede calibrar independientemente del
circuito de proceso. Esta función sirve para compensar las inexactitudes de la
cadena de procesamiento conectada al transmisor. La calibración solamente se
puede realizar en los siguientes casos:
La
figura 2, muestra el principio de calibración tomando como ejemplo la salida de
corriente de entre 4 y 20 mA.
Se
debe medir la corriente como caída de tensión de entre 1 V y 5 V en una
resistencia de 250 Ω/5 %. Para compensar la tolerancia de la
resistencia, ajuste el sensor de corriente de tal modo que la caída de tensión
sea exactamente de 1 V a 4 mA y de 5 V a 20 mA.
Calibración a 4 mA: Se ordena al transmisor
que emita 4 mA. En el voltímetro lee el valor medido, calcula a partir de él el
valor de corriente y se registra el valor. El transmisor utiliza este valor
para corregir el offset de la corriente.
Calibración a 20 mA: Se ordena al transmisor
que emita 20mA. En el voltímetro lee el valor medido, calcula a partir de él el
valor de corriente y se registra el valor. El transmisor utiliza este valor
para corregir la pendiente de la corriente. El valor correspondiente a 4mA no
resulta afectado.
Calibración digital-analógico escalada: Este
transmisor ofrece además la posibilidad de calibrar la salida analógica con
arreglo a una escala. A través del comando de menú el cliente puede después de
introducir su escala específica registrar directamente los valores leídos por
el aparato de medición.
2. Funcionamiento del transmisor
La señal de medición emitida por un emisor de
resistencia (conexión a dos, tres o cuatro hilos) o por un termopar, es
convertida en una señal digital por un convertidor analógico--digital. A
continuación, esta señal se evalúa en un microcontrolador (μC1), se corrige
según la característica del sensor y se transmite a través de la separación
galvánica al microcontrolador (μC2). Allí se calculan los valores de salida
analógicos, se averigua el estado de funcionamiento mediante LED y se procesan
los datos de comunicación. Por medio de un convertidor analógico--digital, el
valor medido es transformado en una corriente de salida de entre 4 y 20 mA. La
fuente de energía auxiliar se encuentra en el circuito de la señal de salida.
La
parametrización y el manejo se realizarán mediante un comunicador HART. Las
señales requeridas para la comunicación según el protocolo HART se superponen a
la corriente de salida según el método de manipulación por desplazamiento de
frecuencia (FSK). Los datos específicos del transmisor y los datos de
parametrización se guardan en dos memorias no volátiles (EEPROM).
Figura 3
3. Objetivo
Mostrar un procedimiento para calibrar un
transmisor de temperatura tipo
termopar.
4. Limitaciones
Se mostrará la calibración del instrumento
mostrando sus borneras terminales y cómo conseguir el ajuste para obtener
medidas correctas. Será posible aplicar el ajuste a cualquier transmisor con
uso de RTD.
5. Términos y abreviaturas
DC: Corriente continua
Smart: Protocolo de comunicación de transmisor tipo
inteligente
Hart: Protocolo de comunicación de transmisor tipo
analógico
mA: Mili amperios – unidad de medida de corriente
eléctrica
ISA: Sociedad Internacional Automatización
TT: Transmisor de temperatura
6. Tareas:
6.1
Conectar el calibrador/generador RTD o caja de
décadas de resistencia a las borneras terminales del transmisor de temperatura desconectado.
6.2
Conectar
la fuente de alimentación de 24 VDC y el comunicador HART a las borneras terminales
en el instrumento, y cuidando siempre la polaridad de los mismos (positivo con
positivo y negativo con negativo). Además, de ser necesario, conectar un multímetro
digital.
6.3
Revisar los datos del TT (Tag, rango,
unidades, salida, damping, URV, LRV, etc.)
6.4
Aplicar
la señal de resistencia desde el calibrador de RTD o la caja de resistencias. De
acuerdo al estándar de 0%, 25%, 50%, 75%, 100% del rango de calibración (subir
y bajar secuencialmente)
6.5
Registrar
el valor de la salida en mA (4, 8, 12,16, 20 mA) del multímetro digital,
registrar en la columna de "antes de la calibración" en la
planilla.
6.6
Aplicar
la señal de resistencia desde el calibrador o caja de resistencias “después de
la conversión”, correspondiente al 0% del rango de calibración del instrumento.
Ajustar la salida del transmisor a 4 mA.
6.7
Aplicar la señal de resistencia desde el calibrador
o caja de resistencias después de la conversión, correspondiente al 100% del
rango de calibración del instrumento. Ajustar la salida del transmisor a 20 mA.
6.8
Para
verificar, aplicar nuevamente la señal de resistencia desde el calibrador o
caja de resistencias. Después de la conversión, según el estándar de 0%, 25%,
50%, 75%, 100% del rango de calibración (subir y bajar secuencialmente).
Registrar en la columna de "después de la calibración" de la
planilla.
6.9
Adicionalmente,
verifique durante el ajuste la lectura que arroja el display del instrumento.
7. Circuitos de conexión
Figura 4. Bornera del transmisor de temperatura
Figura 5 Conexión del transmisor con el calibrador
de procesos para una RTD
Figura 6. Comunicación entre instrumentos
8. Sugerencias de organización
8.1 Conocer y seguir las normas de protección
ambiental, seguridad e higiene industrial.
8.2 Mantener actualizados los registros de la
instrumentación.
8.3 Debería existir un responsable de área para
controlar el las tareas de mantenimiento
9. Equipos e instrumentos
Para
verificar y ajustar los transmisores, se utilizarán los siguientes
instrumentos
- Comunicador Hart para transmisores Rosemount y Siemens TH300
- Calibrador de
procesos FLUKE 726 o década de resistencias
- Perillero
y destornilladores
-
Multímetro
-
Alicate corte oblicuo o pelacables
-
Resistencia de 250 Ohms en caso de un calibrador sin resistencia incorporada.
10.
Documentos Asociados
- Normas ISA / S5.1 / S5.2 / S5.3
-
Planilla de Orden de trabajo
-
Planilla de Permiso de trabajo (Frío /
Caliente) – Certificado
de
inspección de seguridad (CIS)
-
Manual de los transmisores Siemens y Rosemount
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