Przetworniki elektryczne to kluczowe elementy w systemach pomiarowych i sterowaniach automatycznych. Dzięki nim sygnały fizyczne, takie jak prąd czy napięcie, są przekształcane na sygnały elektryczne o parametrach umożliwiających ich dalszą obróbkę, analizę i archiwizację. W artykule przedstawiono podstawowe zasady działania, rodzaje dostępnych przetworników, technologie wykorzystywane przy ich produkcji oraz najważniejsze obszary zastosowań.
Definicja i podstawowe zasady działania przetworników elektrycznych
Przetwornik elektryczny to urządzenie zamieniające jedną wielkość fizyczną na inną postać sygnału elektrycznego. Jego rola polega na wiernym przenoszeniu informacji pomiarowej do systemów rejestracji i sterowania. Dzięki temu możliwe jest monitorowanie parametrów pracy maszyn, linii produkcyjnych czy instalacji przemysłowych.
Podstawowe zasady działania bazują na zjawiskach elektromagnetycznych, piezoelektrycznych lub optycznych. Wybór konkretnej technologii zależy od wymagań dotyczących dokładności, zakresu pomiarowego i środowiska pracy. Kluczowymi parametrami są czułość, liniowość odpowiedzi oraz odporność na zakłócenia.
Rodzaje przetworników elektrycznych i ich charakterystyka
W ofercie firmy DACPOL dostępne są między innymi przetworniki prądowe oraz przetworniki napięciowe, które cechują się szerokim zakresem pomiarowym i wysoką precyzją. Zachęcamy do skorzystania z oferty pod adresem dacpol.eu/pl/przetworniki-elektryczne, gdzie można znaleźć urządzenia dostosowane do różnych branż przemysłowych.
Do najpopularniejszych typów należą:
-
Przetworniki prądowe – konwertują prąd na proporcjonalne napięcie lub sygnał cyfrowy.
-
Przetworniki napięciowe – mierzą napięcie i przekształcają je na sygnał analogowy lub cyfrowy.
-
Przetworniki mocy – obliczają moc czynną i bierną na podstawie mierzonych wartości prądu i napięcia.
Dobór odpowiedniego typu przetwornika uzależniony jest od specyfiki aplikacji, wymagań dotyczących szybkości reakcji oraz dopuszczalnego poziomu szumów.
Technologie stosowane w budowie przetworników
W produkcji przetworników elektrycznych wykorzystuje się m.in. technologię pomiaru z wykorzystaniem przekładników toroidalnych, wzmacniaczy pomiarowych i układów mikroprocesorowych. Każde z tych rozwiązań cechuje się innymi parametrami dokładności oraz zakresem częstotliwości, co wpływa na zastosowanie w konkretnych aplikacjach.
Nowoczesne przetworniki bazują często na układach SMT i precyzyjnych rezystorach, co pozwala na osiągnięcie niskiej przerzutności oraz doskonałej stabilności temperaturowej. Wysokiej klasy materiały izolacyjne zapewniają bezpieczeństwo pracy w środowiskach o wysokim napięciu.
Zastosowania przetworników elektrycznych w różnych branżach
Przetworniki elektryczne znajdują zastosowanie w automatyce przemysłowej, energetyce, transporcie kolejowym oraz systemach fotowoltaicznych. Dzięki nim możliwe jest monitorowanie sieci elektroenergetycznych, ochrona urządzeń przed przeciążeniem oraz optymalizacja zużycia energii.
W przemyśle chemicznym i spożywczym wykorzystuje się je do kontroli parametrów linii produkcyjnych, co zwiększa efektywność i minimalizuje ryzyko awarii. W każdej z tych dziedzin niezmiennie liczy się bezpieczeństwo i niezawodność pomiaru.
Wyzwania i kierunki rozwoju technologii przetworników
Wzrost wymagań dotyczących cyfryzacji i integracji urządzeń pomiarowych stawia przed producentami potrzebę rozwoju przetworników z interfejsami cyfrowymi, takimi jak Modbus czy Ethernet/IP. Coraz częściej implementowane są rozwiązania IIoT, umożliwiające zdalną diagnostykę i serwis w czasie rzeczywistym.
Kolejnym wyzwaniem jest miniaturyzacja oraz obniżenie kosztów produkcji przy jednoczesnym utrzymaniu wysokich parametrów technicznych. Prace R&D skupiają się na nowych materiałach magnetycznych i zaawansowanych algorytmach kompensacji wpływu temperatury.
Przykłady innowacyjnych rozwiązań i przyszłość przetworników elektrycznych
Na rynku pojawiają się przetworniki wykorzystujące technologię fiber-optic, które gwarantują całkowitą odporność na zakłócenia elektromagnetyczne. Wraz z rozwojem sieci inteligentnych (smart grid) rośnie zapotrzebowanie na urządzenia potrafiące współpracować w rozbudowanych systemach SCADA.
Przyszłość przetworników elektrycznych to przede wszystkim zwiększona automatyzacja procesów produkcyjnych, pełna integracja z chmurą obliczeniową oraz zaawansowana analiza danych w oparciu o uczenie maszynowe. W ofercie DACPOL, obok przetworników prądowych o wysokiej klasie dokładności, znajdują się również rozwiązania przygotowane na wyzwania Industry 4.0.
Artykuł sponsorowany
