¿Qué es un transmisor de temperatura?, ¿Qué tipo de transmisores existen? . En este artículo te damos respuestas a estas preguntas y además te explicamos las ventajas de aquellos que utilizan señal de 4-20mA.

¿Qué es un transmisor?

Los transmisores son instrumentos que captan la variable de proceso y la transmiten a distancia a un instrumento receptor: indicador, registrador, controlador o una combinación de estos. Los transmisores generan una señal estándar de 4-20mA.

¿Qué ventajas tiene una señal de 4-20mA?

La señal de 4 a 20mA al ser continua y no alterna, elimina la posibilidad de captar perturbaciones, está libre de corrientes parásitas, la medición es mucho menos propensa a la degradación por interferencia eléctrica, para tal efecto se debe emplear un cable par trenzado apantallado. Además, el uso de transmisores permite que la medición no se vea afectada por la distancia hasta la ubicación del instrumento de lectura.

El «cero vivo» con que empieza la señal (4mA) ofrece la ventaja de poder detectar una avería por corte de cables, la señal se anula, y además permitir diferenciar todavía más el «ruido» de la transmisión cuando la variable está en su nivel más bajo.

La temperatura es uno de los parámetros más medidos en las instalaciones industriales ya que más de 50 por ciento de todos los sensores instalados registran la temperatura. Por ello los usuarios necesitan sensores adecuados en función de la aplicación. Un transmisor de temperatura, junto con un sensor de medición, ubicado por ejemplo en el cabezal del lugar de medición sirve para la captación y la amplificación de la señal.

Las exigencias de los usuarios a la medida de la temperatura y sobre todo a los transmisores están marcadas por las características tecnológicas de la medición y de las influencias electromagnéticas. Además existen otros factores como la seguridad funcional (por ejemplo señalización de errores) que cobran cada vez más importancia. 

En general se puede resumir las necesidades de la siguiente manera:

– Fácil manejo en el montaje.

– Adaptación fácil y asistida a la tarea de medición.

– Buena estabilidad de todas las funciones, precisamente en ambientes difíciles.

– Larga vida útil.

– Almacenaje y logística sencilla

– Económico en el aprovisionamiento y desde el punto de vista del coste total de la propiedad durante la aplicación.

¿Qué  tipo de transmisores existen?

Transmisores analógicos

Este tipo de transmisor es de construcción sencilla y dispone de posibilidad de configuración mediante puentes de soldadura. Son económicos y constituyen la base de los transmisores de temperatura.

En las versiones para cabezal o para riel DIN ya está integrada la señalización en caso de error del sensor. Debido a su construcción básica la seguridad funcional no es muy amplia y las posibilidades de configuración son limitadas. Por lo general entre la entrada de señal y salida no existe separación galvánica, lo que no tiene efecto en la exactitud del transmisor pero se debe descartar la conexión de sensores no aislados.

Transmisores análogos con configuración digital

Estos transmisores destacan sobre todo por su rápido tiempo de reacción ya que la electrónica consiste únicamente de componentes análogos. Aun así son configurables fácilmente mediante un software y se puede prescindir de una simulación compleja. Este transmisor une las ventajas de la configuración digital con la señalización analógica y como tal es una solución adecuada para la mayoría de las aplicaciones. Condiciones óptimas para almacenaje y fácil manejo sobre todo si se utilizan en grandes cantidades. Transmisores de este tipo controlan rupturas o cortocircuitos de los sensores conectados.

Transmisores digitales

Estos modelos destacan por su fácil adaptabilidad a varias tareas de medición. Son aplicables con todos los sensores de temperatura (por ejemplo RTD/termocuplas). También en estos transmisores se prescinde de simulaciones complejas posterior de la configuración. El transmisor controla al sensor conectado a ruptura, cortocircuito y otras señales de error. Las señalizaciones de error son configurables mediante un software y el transmisor es únicamente configurable mediante el software específico del fabricante.

Ventajas

– Históricamente, cableado directo de los sensores de temperatura hasta el display o equipo registrador de datos era la norma. Sin embargo, de forma creciente se está reconociendo los beneficios de usar transmisores de temperatura. Estos incluyen:

– Integridad de señal mejorada, especialmente en largas distancias. El uso de cable de par trenzado blindado proporciona una resistencia a EMI todavía mayor.

– Señal de salida estandarizada, la señal de 4 a 20 mA es compatible con la mayoría de los sistemas de adquisición de datos, registro y display, permitiendo una estandarización del hardware.

– Mayor exactitud. Agregar la señal de salida de miliamperes a parte del intervalo del sensor puede mejorar la resolución y proporcionar mayor exactitud.

– Cableado menos costoso. Los cables compensados se fabrican del mismo material que la termocupla utilizada, y entonces son más caros y más frágiles que un cable de par trenzado estándar. El cable par trenzado es de fácil instalación y de menor costo por metro, lo que ocasiona un considerable ahorro en el largo plazo.

– Mantenimiento simplificado. Cables de par trenzado soportan mejor ambientes hostiles, y por eso roturas y cortocircuitos son menos comunes y fácilmente detectables si ocurren. 

Los transmisores de temperatura están disponibles para cualquier aplicación concebible. Ellos varían desde dispositivos baratos que proporcionan sólo una señal analógica robusta hasta transmisores «inteligentes» que proporcionan alertas sobre condiciones anormales de operación. 

Los formatos físicos varían desde transmisores de fijación puestos directamente en el cabezal del sensor de temperatura hasta transmisores montables en riel DIN para inclusión dentro de gabinetes de control. 

Transmisores programables aceptan entrada universal Pt100, de termopar, de mV y de mA y proporcionan una señal de salida de dos cables estándar de 4 a 20 mA. 

Para ambientes en que sea posible la existencia de EMI y la integridad de la señal sea de alta importancia, un transmisor con aislamiento galvánico debe ser considerado. Este tipo de transmisor es adecuado para problemas de generación de energía en que el cableado de transmisor montado en campo puede recorrer cientos de metros y estar expuesto a fuertes campos de EMI. 

Fuentes:

Instrumentación industrial Antonio Creus 6ª edición

Instrumentation Reference Book 3th Edition Walt Boyes Editor

Hubert Jakob Product manager de Alexander Wiegand GmbH, Klingenberg, Alemania

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