Transmissores de pressão 4 a 20 mA e 0 a 10 V: principais diferenças entre os sinais de saída

Você já se perguntou sobre as diferenças fundamentais entre transmissores de pressão que utilizam os sinais de saída 4 a 20 mA  ou sinal 0 a 10 V?

Ambos padrões são amplamente utilizados em processos industriais, mas cada um apresenta características únicas que podem torná-lo mais adequado para certas aplicações.

Neste artigo, vamos explicar as principais diferenças entre esses dois tipos de sinais de saída analógicos, ajudando você a entender qual é o melhor para a sua necessidade específica.

Entendendo os transmissores  de pressão

Os transmissores de pressão são fundamentais para uma vasta gama de aplicações industriais, convertendo precisamente uma pressão  em sinais elétricos em uma escala padronizada  ou em um sinal digital.

Estes sinais são cruciais para o monitoramento e o controle de processos, pois permitem que operadores tenham acesso às medições do instrumento à distância, eliminando a necessidade de irem até o local onde o equipamento está instalado.

Além disso, quando utilizados juntos com um controlador lógico programável (CLP) ou outro sistema de controle, permitem a automatização do controle do processo.

Vamos explorar mais sobre o que são esses dispositivos, seus componentes e como eles operam.

O que é um transmissor de pressão?

Um transmissor de pressão é um dispositivo utilizado para medir a pressão de gases ou líquidos em um sistema.

Ele converte a pressão física em um sinal elétrico que pode ser lido e analisado à distância.

Esse sinal pode ser analógico ou digital, dependendo do tipo de transmissor.

Os transmissores de pressão são amplamente utilizados em diversas indústrias, incluindo a de petróleo e gás, química, farmacêutica, alimentícia, e muitas outras.

Podem ser utilizados para medição de nível de fluidos e gases em tanques abertos ou fechados, medição de pressões em tubulações, tanques e caldeiras e medição de vazão, entre outras aplicações. 

Como funciona um transmissor de pressão?

Detecção de pressão

A pressão é detectada pelo elemento sensor, também chamado de transdutor.

Esse componente pode ser baseado em diferentes tecnologias como piezo resistiva, capacitiva, piezoelétrica, ressonante, entre outras.

Cada tecnologia reage de maneira diferente à pressão aplicada, gerando um sinal elétrico específico que é normalmente proporcional à pressão medida.

Condicionamento do sinal

O sinal elétrico gerado pelo transdutor é condicionado por um circuito eletrônico.

Esse condicionamento pode envolver a amplificação do sinal, a aplicação de um filtro para reduzir as oscilações na medição, ajustes para corrigir erros na medição, entre outras operações.

Finalmente, o sinal é convertido em um sinal analógico padrão (4 a 20 mA ou 0 a 10 V, por exemplo), ou é convertido em um valor digital e disponibilizado pelo transmissor através de um protocolo de comunicação, como HART, FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS PA entre outros.

Este sinal pode ser então transmitido através de cabos de sinalização/comunicação e lido à distância por sistemas de controle ou monitoramento.

Qual é a diferença entre um transmissor e um transdutor de pressão?

A diferença entre um transmissor e um transdutor de pressão está principalmente na funcionalidade e no tipo de sinal que cada um fornece.

Transdutor de pressão:

• • Função principal: um transdutor de pressão é um dispositivo que converte a pressão física de um meio (gás ou líquido) em um sinal elétrico.

• • Sinal de saída: o sinal de saída geralmente é um sinal elétrico de baixa potência, como uma variação de resistência, capacitância, frequência ou uma tensão de milivolts.

• • Aplicação: transdutores são muitas vezes utilizados como a primeira etapa de medição, transformando a pressão em um sinal elétrico bruto que pode então ser processado por outros dispositivos.

Transmissor de pressão:

• • Função principal: um transmissor de pressão também mede a pressão de um meio, mas além de fazer essa conversão, ele condiciona o sinal elétrico resultante para um formato que pode ser facilmente interpretado por sistemas de controle ou leitura.

• • Sinal de saída: o sinal de saída de um transmissor é geralmente um sinal padronizado, como 4-20 mA, 0-10 V, ou um sinal digital como HART, FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS PA, Modbus, etc.

• • Aplicação: transmissores são usados em sistemas onde é necessário monitorar a pressão de forma contínua e onde o sinal precisa ser transmitido a longas distâncias sem perda de integridade. Eles são frequentemente integrados em sistemas de automação e controle industrial.

Comparando sinais e saída em transmissores de pressão

 Os sinais de saída formam a base através da qual os transmissores de pressão interagem com outros componentes do sistema de automação.

Compreender as características fundamentais dos diferentes tipos de sinais de saída ajuda na seleção de transmissores que  melhor se adaptam aos requisitos de cada aplicação.

Os sinais de saída em transmissores de pressão podem ser classificados em duas categorias principais: sinais analógicos e sinais digitais.

Sinais analógicos

Um sinal analógico é uma representação contínua da pressão medida.

Ele varia de forma contínua ao longo do tempo e pode assumir qualquer valor dentro de um intervalo específico.

O padrão mais comum na indústria é o 4-20 mA, seguido pelo padrão 0-10 V.

Sinais digitais

Um sinal digital é uma representação discreta da pressão medida.

Ele transmite dados em forma de códigos binários (0s e 1s), que podem ser interpretados por sistemas digitais.

Exemplos de protocolos de comunicação industrial que utilizam sinais digitais são os protocolos HART, FOUNDATION Fieldbus (FF), PROFIBUS PA e Modbus.

Estes sinais oferecem vantagens como comunicação bidirecional e maior exatidão nas medições.

Além disso, permitem não apenas a leitura das medições do equipamento, mas também a sua configuração de forma remota.

Comparação entre os sinais analógicos 4 a 20 mA e 0 a 10 V

Ao considerar os sinais de saída analógicos de transmissores de pressão, os padrões de 4 a 20 miliamperes e 0 a 10 volts se destacam devido à sua ampla utilização nas mais diversas indústrias e processos.

Cada um deles possui vantagens e desvantagens específicas, que devem ser consideradas antes de decidirmos qual padrão utilizar.

Sinal de corrente 4-20 mA

• • Resistência a interferências: o sinal de 4 a 20 miliamperes é notavelmente resistente a ruídos, tornando-o a opção preferida em ambientes industriais com alta interferência elétrica.

• • Eficiência em longas distâncias: capaz de transmitir dados precisamente por longas distâncias sem perda significativa, esse tipo de sinal mantém a integridade das informações transmitidas.

• • Detecção de falhas: a faixa operacional iniciando em 4 miliamperes facilita a identificação de falhas no sistema, como cabos rompidos, possibilitando um diagnóstico preliminar de problemas na transmissão.

Sinal de tensão 0 a 10 V

• • Simplicidade e custo: a adoção de um sinal de tensão de 0 a 10 volts pode diminuir os custos e simplificar a implementação, sendo ideal para situações com orçamentos restritos ou para sistemas mais compactos.

• • Susceptibilidade a interferências: apesar de ser mais susceptível a ruídos e perdas, especialmente em distâncias maiores, este sinal pode ser adequado em ambientes controlados, onde tais fatores são minimizados.

• • Considerações de aplicação: esta faixa de tensão prova ser eficaz em contextos com menor risco de interferência e quando a economia é uma prioridade.

Aplicações de transmissores de pressão 4 A 20 mA E 0 A 10 V

Quando o assunto é monitoramento e controle de processos, saber onde os transmissores de pressão se encaixam é crucial.

Neste segmento, mostramos as aplicações industriais nas quais transmissores de pressão 4-20 mA e o de 0 a 10 V são utilizados.

Aplicações específicas do transmissor de pressão 4 a 20 mA

O transmissor de pressão 4-20mA é amplamente reconhecido por sua robustez e confiabilidade, sendo a opção predileta para:

Monitoramento e controle em ambientes extremos

Em setores como petróleo, gás natural e processamento químico, onde as condições podem ser severas e as exigências de precisão e segurança são altas, o transmissor de pressão 4-20 mA mostra sua força.

Sua capacidade de transmitir sinais precisos e confiáveis por longas distâncias e em ambientes com elevada interferência eletromagnética o torna indispensável.

Infraestrutura crítica e gestão de água

Seja em estações de tratamento de água ou em sistemas de distribuição, os transmissores de pressão 4-20 mA ajuda a garantir que as operações permaneçam eficientes e seguras, monitorando constantemente a pressão e ajustando os controles conforme necessário.

Utilização do transmissor de pressão 0 a 10 V

Embora os transmissores de pressão 4-20 mA sejam ideais para as aplicações acima, os transmissores de pressão 0 a 10 V também tem suas vantagens em cenários específicos, tais como:

• • Sistemas HVAC e controle ambiental: para a regulagem e monitoramento de sistemas de aquecimento, ventilação e ar-condicionado, onde as distâncias de transmissão são geralmente curtas e o ambiente é menos propenso a interferências elétricas, os transmissores de pressão 0 a 10 V são frequentemente uma escolha econômica e eficaz

• • Aplicações industriais leves: em ambientes industriais com menor risco de interferência elétrica e onde a economia é uma prioridade, os transmissores de pressão 0 a 10 V podem oferecer uma solução de medição precisa a um custo mais baixo, embora sempre seja necessário avaliar se a sensibilidade à interferência pode afetar a operação.

Ao escolher entre um transmissor de pressão 4-20 mA e um transmissor de pressão 0-10 V, é crucial considerar o ambiente operacional, a distância de transmissão do sinal, a susceptibilidade à interferência e o orçamento disponível.

Cada tipo de transmissor tem suas forças em diferentes aplicações, tornando importante uma avaliação cuidadosa para selecionar a opção que melhor atende às necessidades específicas da sua aplicação industrial.

Critérios para escolha do tipo de sinal analógico

Ao escolher entre um transmissor de pressão 4-20 mA e um transmissor de pressão 0 a 10 V, considere os seguintes fatores:

• • Distância da transmissão: para longas distâncias, prefira o transmissor de pressão 4-20 mA.

• • Ambiente industrial: em áreas com alta interferência elétrica, o transmissor de pressão 4-20 mA é mais adequado.

• • Custo: se o orçamento é uma consideração importante, analise se o 0 a 10 V atende às suas necessidades.

• • Compatibilidade: verifique a compatibilidade com o sistema de controle existente.

Transmissores de pressão Sensycal SPT100 E SPT111i

Entre seus produtos destacados estão os transmissores SPT100 e SPT111i, cada um com suas especificidades e vantagens.

Transmissores de pressão miniatura 4 a 20 mA com HART SPT111i

O SPT111i é um transmissor de pressão miniatura que combina precisão excepcional, flexibilidade e facilidade de uso, tornando-o ideal para uma variedade de processos industriais.

Características principais:

• • Exatidão superior: garante medições de pressão precisas, essenciais para o controle de qualidade nos processos.

• • Saída analógica 4-20 mA: facilita a integração com sistemas de controle industrial existentes.

• • Comunicação HART: permite a configuração remota e aquisição de dados, otimizando a manutenção e o monitoramento.

• • Grau de proteção IP65: oferece robustez em ambientes industriais adversos

• • Design compacto: seu tamanho reduzido possibilita a instalação em espaços limitados.

• • Faixas de medição: de 0,1 bar até 1000 bar, atendendo a uma vasta gama de aplicações de pressão manométrica e absoluta.

• • Opções de conexão ao processo: múltiplas escolhas para conexão facilitam sua aplicação em diferentes setups industriais.

• • Indicação local opcional: proporciona flexibilidade e conveniência ao usuário.

Este transmissor é uma escolha perfeita para quem busca uma solução eficaz e confiável para medição de pressão em ambientes industriais complexos.

Transmissores de pressão SPT100

O transmissor de pressão SPT100 se destaca por sua alta velocidade de resposta e precisão excepcional, tornando-o adequado para uma variedade de aplicações industriais que demandam medições rápidas e exatas.

Características principais:

• • Alta velocidade e precisão: ideal para aplicações que necessitam de respostas rápidas e medições precisas de pressão.

• • Saída analógica versátil: oferece opções de saída em tensão a quatro ou três fios, incluindo 0 … 10 V, 0 … 5 V, 1 … 5 V, ou 0,5 … 4,5 V, para compatibilidade ampla com sistemas de controle.

• • Construção em aço inox SAE/AISI 316L: tanto o invólucro quanto o diafragma do sensor são fabricados em aço inoxidável de alta qualidade, permitindo o uso com uma vasta gama de gases e líquidos.

• • Grau de proteção IP65 ou superior: garante durabilidade e resistência em ambientes industriais, com a possibilidade de optar por conexões elétricas que ofereçam proteção adicional.

• • Opções Flexíveis de conexão elétrica: inclui o padrão DIN A (DIN 43650/EN 175301-803 – Form A) e cabo em poliuretano, adequado para aplicações hidrostáticas.

• • Diversidade de conexões ao processo: disponibilidade de várias opções de roscas NPT e BSP nos formatos macho e fêmea, atendendo às necessidades específicas de cada instalação.

• • Adaptação com selos diafragma: para processos particularmente exigentes, é possível incorporar selos diafragma, aumentando a adaptabilidade dos transmissores de pressão.

O SPT100 é uma solução de alta performance para medição de pressão, combinando flexibilidade de configuração com a robustez necessária para os ambientes industriais mais desafiadores.

Interessado em elevar a precisão e a eficiência dos seus processos industriais com os transmissores de pressão 4-20 mA e 0 a 10 V Sensycal SPT100 ou SPT111i?

Nossa equipe está pronta para ajudá-lo a selecionar a solução perfeita que atenda às suas necessidades específicas.

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