En strömgivare är en enhet som döljer växelströms- eller likströmssignaler till analoga instrumenteringssignaler så att de kan användas och lätt tolkas av vissa industriella styrsystem. För det mesta ser de inte ut som mycket från utsidan; de är vanligtvis kvadratiska eller rektangulära till formen och kan likna en bärbar högtalare med uttag för in- och utgångskablar. Deras funktion är dock väldigt viktig för en rad olika mekaniska operationer. Elektricitet är avgörande för att driva många typer av maskiner och kraftfulla processer i tillverkning och andra industriella miljöer. Att bara koppla in maskiner till uttag är dock inte alltid den bästa lösningen, och det är här givare kommer in. Enheten tar råenergin från källan och omvandlar den till exakt de klassificeringar som krävs av maskinen på ingångssidan. Tekniken bakom hur denna process sker kan vara ganska komplicerad, men det enkla faktumet att dess funktion är den viktigaste aspekten i de flesta fall.
Givare i allmänhet
I allmänhet används termen ”givare” för alla enheter eller mekanismer som omvandlar elektrisk energi till andra energiformer. Givare är vanligtvis en del av till exempel ljudhögtalare, som omvandlar elektrisk energi till ljudenergi; i tryckgivare omvandlas de till elektrisk signalering. Den kombinerade termen ”strömgivare” används dock vanligtvis uteslutande i inställningar som kräver omvandling av elektriska växelströmssignaler (AC) eller likströmssignaler (DC) till en analog signalbas. De omvandlar det uppmätta AC- eller DC-strömvärdet, kanske strömförsörjningen till en motor eller pump, till antingen ett 4-20 milliamp (mA) DC analogt processvärde, eller en 3-15 psi pneumatisk signal för pneumatiska styrsystem. Dessa enheter verkar vanligtvis köra på normal elektricitet, men givaren reglerar energin och uteffekten.
huvudsakliga användningsområden
Strömomvandlare kom i utbredd användning under 1970- och 80-talen då stora processanläggningar, såsom petroleumraffinaderier, datoriserades. De flesta hade styrts av pneumatiska styrsystem till den punkten, på grund av pneumatikens inneboende säkerhet i brandfarliga och explosiva miljöer. För att datorerna skulle kunna använda realtidsinformationen från de många pneumatiska processsändarna som mäter temperaturer, tryck, flöden, nivåer och andra variabler, måste deras pneumatiska utsignaler omvandlas till elektroniska signaler med hjälp av tryck.
Det fanns också hundratals pneumatiskt manövrerade reglerventiler i dessa anläggningar som fick ta emot sina utgångsinstruktioner från styrdatorn. I de flesta fall skickade dessa datorer signaler som analoga strömsignaler på 4-20 mA DC. Detta krävde en omvandling av ström till pneumatisk. Industrin kallade snart dessa I- till P- eller I/P-givare, där ”I” betecknar strömingången och ”P” betecknar den pneumatiska utgången.
Vikten av magnetfält
De flesta I/P-omvandlare omvandlar sina elektroniska signaler till pneumatiska genom att föra strömmen genom en lindad spole i ett magnetfält, som modulerar ett mottrycksmunstycke i en pneumatisk pilotkrets som ger den pneumatiska utgången på 3-15 psi. Tryck till nuvarande anordningar använder tryckmembran som är mekaniskt kopplade till exciterade töjningsgivare, piezosensorer eller kapacitanssensorer som driver en utgångsförstärkarsektion. Dessa överför sedan den erforderliga 4-20 mA DC-strömutgången till styrsystemen.
Konverteringsenheter
Termen är relevant för kontrollindustrin och används också för att definiera specifika konverteringsenheter. Dessa enheter ändrar 4-20 mA DC analoga processsignaler till 3-15 psi analoga pneumatiska signaler för att aktivera proportionella pneumatiska styrventiler eller för att konvertera trycksignaler till proportionella 4-20 mA DC analoga processsignaler. Dessa mätningar används vanligtvis för att beskriva en process som fungerar normalt. Genom att konvertera de faktiska signalerna från ett instrument till dessa standardiserade intervall kan mätningar som faller utanför dessa intervall noteras och användas i diagnostik.
Sensorspecifika givare
Vissa typer av sensorer, vanligtvis de som mäter det magnetiska flödet hos en kraftledare för att känna av drivmotorströmmar för maskiner och processutrustning, kan också bära strömgivarens namn. Dessa handlar vanligtvis om att överföra en analog milliampere eller spänningssignal till styrsystem.
Solid core-givare har slutna ringtransformatorer som måste föras över den tillfälligt öppna änden av en strömledare. Transduktorer med delad kärna har å andra sidan en gångjärnsförsedd sida av transformatorringen som kan öppnas tillfälligt för att låta ringen glida runt en ledare som inte kan kopplas bort. De innehåller vanligtvis likriktare och justerbara utgångskonditioneringskretsar för att möjliggöra specifika kalibreringar för analoga styrsystem.