I/O解决方案有效协助工厂温度监控作业自动化

监测温度和采集的感应器种类繁多，从单一房间的温度监测到复杂的批次过程控制应用，都依赖精准的温度获取。电阻温度计(RTD)、热电偶、集成电路温度计(ICTD)、热敏电阻、红外线感应器等，是用于以上目的的主要感应器类型。

各式感应器特性及其适用范畴

RTD决定于材料电阻和温度的关系，它读数精确(一般可侦测到小数点后2~3位的数据)，具有多种封装形式。它们一般由镍、铜及其他金属制造，但在早期RTD是由铂制造的，很大程度上是因为铂的电阻在较宽的温度区间里与温度成线性关系。但是由于铂的售价昂贵且当温度超过660°C时不能适用，因为在这个温度范围以外铂的惰性会失效，导致读数不准确。

RTD需要一个小功率驱动器才能进行操作，且RTD应用性很强，在较大范内它的侦测温度非常准确、误差很小。

热电偶是由双金属导体制成的，受热时产生的电压与温度成比例；与RTD相同，热电偶也常应用于工业设置里。其种类丰富(B/J/K/R/T等)，提供不同的温度感应范围。热电偶的读数没有RTD那麽精确，有时可能高达1度之差。热电偶和RTD一样本身极其脆弱，使用时通常附有一根耐用探针。

一般热电偶价格不贵，但若装了特殊外壳或装置，其价格将大大上升。因为热电偶种类繁多，测温范围很广，最高可达1,800°C，能用在高温条件下(但值得注意的是，高温情况下使用需要特殊外壳、包装或绝热材料)。

ICTD是常见的通用温度感应器，其价格不贵，类似双极晶体管装置，工作电压在5~30V之间，由此产生的电流与温度成线性比例。也和RTD一样，ICTD低噪音，但比RTD更容易使用，因为其无需电阻测量电路。

ICTD的特点在于其简易，工业运用偏少，在-50~100°C范围内温度测量较准确，例如在HVAC，制冷机和室内温度监控等应用上。

热敏电阻工作原理是由电阻调节获得不同温度。这样看来热敏电阻和RTD的运作原理类似，差别在于前者使用2线互连，对温度更加敏感，但是一定程度上读数不准。

此外，电热调节器所用材料通常是陶瓷或聚合物(而RTD使用纯金属)，这样使其具有价格上的优势。热敏电阻适应于大容量的温度监测，范围在-40~200°C，并且允许一定范围的漂移的场合。

红外线感应器代表了温度监控设备中最新前端的仪器。红外辐射通过监测物体的电磁辐射(也称热摄影或高温测量)来对其进行线上温度测定，红外线传感对快速移动的物体或难以测得高温易变化的环境有很好的效果，红外线应用范围在制造流程中，如对金属、玻璃、水泥、陶瓷半导体、塑胶、纸类、织物、及涂料层的温度。

SNAP输入模块提供整合性解决方案

在决定使用哪一种温度传感器时，最需注重考虑的是价格、温度量测所需达到的精度、设备对环境的适用性以及布线等问题。

例如：对ICTD来说，一般双绞电缆，最简单的布线方案就能使它正常工作，几千米的布线也不会造成信号减弱。而相较RTD，则需要3或4线的布置。对于RTD来说线的规格也同样重要，直径必须相配，接合无误，即使在最佳的条件下，也易受噪音的影响，尤其在线过长的情况下。

热电偶的应用通常都有严格的布线要求。每种电热偶有其匹配的线，必须和它的材料组成相搭配。这种专用线价格昂贵，所以在热电偶应用时，以短程布线为多。

自动化系统业者针对以上传感器应用研发出一套完整的整合性解决方案：SNAP输入模块。其特点在于能为所有类型温度量测设备——RTD、热电偶、ICTD、热敏电阻、红外线监测——提供解决方案。方案包括一套完整的多通道模拟输入模块，能与以上设备连接用于线上监控和数据采集。

更值得注意的是，其I/O模块有多种构造，从双通道到八通道一应俱全。八通道的模块是需要多通道温度采集的最佳经济选择。应用包括水处理、制冷系统、杀菌、巴氏消毒及焊接等。

SNAP AICTD-8模块是特别为能源管理相关应用而设计的，能从标准ICTD中获得八通道模拟温度输入。适用于HVAC和制冷业的机器制造商和系统整合业者。

类似的SNAP-AITM-8也为多种标准类型B、C、D、G、E、J、K、N、R、S、T等热电偶提供八通道的温度输入。这个模块能接受多达八个独立电热偶探测，是高压灭菌器、工业炉、换热机及相关需要热控制设备进行温度监控、数据采集的理想工具。该模块能有效帮助机器制造商节省空间，例如避免了成形机和测试台的开发。

其为RTD设计的解决方案包括SNAP-AIRTD模块，它提供模拟温度输入双通道，能生成-20~850°C的温度范围。对于电热调节器，四通道的SNAP-AIR40K-4能提供0~40 K ohms的误差范围。若与红外线监测系统连接，其细微差别在于连接是通过串口模块或是通过标准的4-20mA输入模块。

SNAP PAC智能处理器 实现高效的温度监控

SNAP温度输入模块直接连接温度感应器，转换现场模拟信号至数字信号，然后传送至同一底板上的SNAP PAC I/O智能处理器。

SNAP PAC Brain是一个智能I/O处理和通讯装置，它实现了高效的温度监控。I/O运行时智能处理器自动进行多种运算，但需获取控制器的处理信息。(一个例外，由于市面上的电敏电阻种类太多，电敏电阻的温度计算需要控制器本身的逻辑能力。)此外，基本的温度计算功能已包含在智能处理器内，无需额外编程。

在温度监控应用上，SNAP PAC I/O智能处理器则有能将计量单位转换成温度、提供冷端补偿计算与执行热电偶线性化等功能。 (本文由Opto 22公司提供，陈妍蓁整理)