คุณสมบัติที่สำคัญของเครื่องมือวัดอุตสาหกรรม
เครื่องมือวัดอุตสาหกรรมเป็นอุปกรณ์ที่ถูกติดตั้งเพื่อใช้ในการวัดและควบคุมกระบวนการในโรงงานอุตสาหกรรม ผู้ปฏิบัติงานด้านเครื่องมือวัดจำเป็นต้องเข้าใจคำจำกัดความทางเทคนิค ซึ่งถูกกำหนดโดย สมาคมผู้ผลิตเครื่องมือวิทยาศาสตร์แห่งสหรัฐฯ (Scientific Apparatus Makers of America - SAMA) เพื่อให้สามารถเลือกใช้งานเครื่องมือวัดได้อย่างถูกต้องและแม่นยำ
1. การกำหนดค่าการวัดในรูปแบบของสัญญาณอนาล็อก (Analog Signal)
แม้ว่าปัจจุบันจะมีการใช้งาน สัญญาณดิจิทัล มากขึ้น แต่ สัญญาณอนาล็อก ยังคงมีบทบาทสำคัญในการควบคุมกระบวนการ โดยอุปกรณ์ที่ใช้สัญญาณอนาล็อก เช่น
- Indicator (ตัวชี้บอกค่า) – แสดงค่าของตัวแปรกระบวนการแบบเรียลไทม์
- Recorder (ตัวบันทึกสัญญาณ) – ใช้บันทึกข้อมูลที่วัดได้
- Transmitter (อุปกรณ์ส่งสัญญาณ) – แปลงค่าที่วัดได้ให้อยู่ในรูปแบบสัญญาณมาตรฐาน
องค์ประกอบสำคัญของการวัดในระบบอนาล็อก
-
ตัวแปรที่ต้องการวัด (Measured Variable)
- เป็นค่าทางฟิสิกส์ที่ต้องวัด เช่น อุณหภูมิ, ความดัน, อัตราการไหล, ระดับของเหลว, ความเร็ว ฯลฯ
-
สัญญาณค่าการวัด (Measured Signal)
- เป็นสัญญาณที่ได้จากกระบวนการวัด อาจอยู่ในรูปแบบ ไฟฟ้า, ลม หรือกลไก (แมคคานิกส์)
2. อุปกรณ์ส่งสัญญาณ (Transmitter)
Transmitter เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แปลงสัญญาณจากเครื่องมือวัด (Primary Element) ให้อยู่ในรูปแบบที่สามารถนำไปใช้งานได้ในระบบควบคุม เช่น Measured Signal
โครงสร้างของระบบส่งสัญญาณ
- Primary Element – อุปกรณ์วัดค่าทางฟิสิกส์ เช่น Thermocouple, RTD, Pressure Sensor
- Transmitter – แปลงค่าที่วัดได้เป็นสัญญาณมาตรฐาน
- Secondary Element – ใช้รับสัญญาณจาก Transmitter เพื่อแปลงเป็นสัญญาณที่ใช้ในระบบควบคุม เช่น 1–5 VDC, 4–20 mADC หรือสัญญาณดิจิทัล
3. การทำงานของสัญญาณอินพุตและเอาต์พุต (Input & Output Signal)
เครื่องมือวัดทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณผ่านระบบการสื่อสาร ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก
🔹 สัญญาณอินพุต (Input Signal)
- เป็น สัญญาณที่เชื่อมต่อเข้ากับเครื่องมือวัด เช่น
- การต่อท่อวัดความดันเข้ากับ Pressure Transmitter
- การเชื่อมต่อ RTD Sensor เข้ากับ Temperature Transmitter
🔹 สัญญาณเอาต์พุต (Output Signal)
- เป็น สัญญาณที่ส่งออกจากเครื่องมือวัด ไปยังระบบควบคุม เช่น
- สัญญาณมาตรฐาน 1–5 VDC หรือ 4–20 mADC
- สัญญาณดิจิทัล เช่น PROFIBUS, MODBUS, Foundation Fieldbus
บทสรุป
เครื่องมือวัดอุตสาหกรรมเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบควบคุมในโรงงาน โดยต้องมีความแม่นยำและสามารถสื่อสารกับระบบอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเข้าใจโครงสร้างของ สัญญาณอินพุตและเอาต์พุต, Transmitter และมาตรฐานสัญญาณ จะช่วยให้การเลือกใช้งานและบำรุงรักษาเครื่องมือวัดมีประสิทธิภาพมากขึ้น