Verschil tussen drukschakelaar, druksensor, druktransmitter en druktransducer

Drukschakelaars, sensoren, transducers en transmitters worden veel gebruikt in verschillende industrieën. Deze termen worden echter vaak door elkaar gebruikt, wat tot verwarring leidt bij de aankoop van specifieke producten. Dit artikel wil het onderscheid en de overeenkomsten tussen deze apparaten verduidelijken.

Inhoudsopgave

• Drukschakelaar
• Sensor
• Druksensor
• Sensor vs. drukomzetter
• Druktransmitter
• Drukomzetter vs zender
• Voorbeeld
• Termen
• Drukschakelaar vs druktransmitter
• FAQs

Drukschakelaar

Een drukschakelaar is een mechanisch of elektronisch apparaat dat een elektrisch circuit opent of sluit wanneer een bepaald drukniveau wordt bereikt. Een mechanische drukschakelaar is afgebeeld in figuur 1 (links). Lees ons artikel over drukschakelaars voor meer informatie over de werking, typen en toepassingen van drukschakelaars.

Toepassingen

Drukschakelaars worden vaak gebruikt in:

• Persluchtsystemen: Drukschakelaars zetten de luchtcompressor aan/uit op een vooraf ingestelde waarde.
• Procesapparatuur: Procesapparatuur maakt gebruik van drukschakelaars om het debiet in de apparatuur constant te houden.
• Pompsystemen: Drukschakelaars houden het waterniveau in een reservoir op peil door de pompen zo nodig te activeren of te deactiveren.

Sensor

Een sensor is een apparaat dat een verandering in omgevingsparameters zoals warmte, licht, druk of vochtigheid detecteert. Het uitgangssignaal van de sensor wordt in het algemeen omgezet naar een display na verwerking door een regelaar.

In een kwikthermometer bijvoorbeeld, is de input de temperatuur. De vloeistof in de thermometer zet uit en krimpt in reactie op veranderingen in temperatuur, waardoor het niveau hoger of lager wordt in de meter, die dan leesbaar is. Als een sensor zelf geen zinvolle output levert, moet hij deel uitmaken van een omvormer om de output om te zetten in een formaat dat gemakkelijk kan worden begrepen.

Druksensor

Drukomzetters zetten de druk om in een elektrisch signaal. Een transducer verandert de fysieke eigenschappen van een niet-elektrisch signaal in een gemakkelijk meetbaar elektrisch signaal. Een drukomzetter zet bijvoorbeeld door mechanische kracht uitgeoefende druk om in elektrische energie. Het uitgangssignaal is lineair en evenredig met de toegepaste druk.

Een drukomzetter bestaat uit een sensor en signaalconditioneringsschakelingen. Een signaalconditioneringsschakeling is een elektronische schakeling die het ingangssignaal omzet in een gelijkwaardige elektrische vorm en het zodanig conditioneert dat het sterk genoeg is om verder te worden verwerkt. Een transducer werkt dus in twee stappen: ten eerste door het signaal waar te nemen en ten tweede door het te conditioneren en te versterken voor verdere verwerking. Tabel 1 bevat een vergelijking tussen sensoren en drukomzetters.

Een microfoon is bijvoorbeeld een drukomzetter die geluid omzet in elektrische signalen, deze versterkt in het gewenste bereik en tenslotte de elektrische signalen weer omzet in audiosignalen aan de uitgang van de luidspreker. Drukomzetters worden vaak gebruikt om vloeistofniveaus in HVAC-systemen en remdruk in voertuigen te controleren. Lees ons artikel over drukomzetters voor meer informatie over de werking, typen en selectiecriteria van drukomzetters.

Sensor vs. drukomzetter

Tabel 1: Sensor vs. drukomzetter

Parameters	Sensor	Druksensor
Definitie	Neemt fysieke veranderingen in de omgeving waar.	Neemt een fysieke verandering waar en zet die om in een andere vorm van energie (meestal een elektrisch signaal).
Onderdelen	Een sensor bestaat alleen uit het sensorelement en geen andere componenten.	Een drukomzetter bestaat uit de sensor en de signaalconditioners.
Complexiteit	Een sensor presteert minder ingewikkeld dan een drukomzetter.	Een drukomzetter zet een fysische kwantiteit om in een proportioneel uitgangssignaal.
Feedback	Een sensor meet alleen een fysieke grootheid en het apparaat kan zelf geen feedbacksignaal aan het systeem geven.	Een transducer geeft over het algemeen feedback aan het gewenste systeem na verwerking van het signaal in de signaalversterker.
Afhankelijkheid	Een sensor hoeft geen drukomzetter te zijn.	Een drukomzetter bevat altijd een sensor als een van de belangrijkste onderdelen.
Voorbeeld	Thermometer, versnellingsmeter en proximity sensor.	Potentiometer en spanningsmeter.

Druktransmitter

Druktransmitters meten de drukwaarden van een proces en versterken deze tot een gelijkwaardige spanning of stroom. Druktransmitters genieten de voorkeur wanneer signalen over honderden kilometers worden verzonden. Druktransmitters worden gewoonlijk aangesloten op drukomzetters. De zender is meestal gekalibreerd om een uitgangsstroom van 4-20 mA of een spanning van 1-5 V te genereren, afhankelijk van het apparaattype. Tabel 2 toont een vergelijking tussen een drukomzetter en een zender.

Drukomzetter vs zender

Tabel 2: Drukomzetter vs zender

Parameter	Druksensor	Druktransmitters
Functie	Een drukomzetter neemt een fysieke verandering waar en zet die om in een andere vorm van energie, gewoonlijk een elektrisch signaal.	Een zender is gewoonlijk verbonden met een drukomzetter, en het apparaat versterkt de output van de drukomzetter tot een niveau dat zonder vervorming over lange afstanden kan worden verzonden.
Vermogen	Lagere eisen aan het bedrijfsvermogen en het stroomverbruik.	Druktransmitters verbruiken meer stroom tijdens de werking.
Kenmerken	Drukomzetters hebben geen geavanceerde opties. De status van een drukomzetter kan niet op afstand worden gecontroleerd. Ze zijn niet uitgerust met displays om de metingen te noteren.	Zenders hebben aanvullende elektronische schakelingen die de uitgang van een sensor of drukomzetter lineairder maken, ruis compenseren en het signaal versterken. Druktransmitters met een digitale display zijn voorbeelden van transmitters met een lokale display-eenheid. De status van een slimme zender kan op afstand worden gecontroleerd met de benodigde software.
Interferentie	Drukomzetters zijn uitgerust met eenvoudige signaalconditioneringsunits; daardoor is het uitgangssignaal van een drukomzetter gevoeliger voor interferentie.	Druktransmitteruitgangen zijn minder gevoelig voor interferentie, en deze signalen kunnen zonder vervorming over lange afstanden worden verzonden.

Voorbeeld

Overweeg om de procesdruk te meten in het bereik van 0-50 psi (0-3,4 bar) (figuur 4 met label A). De drukomzetter (figuur 4 met label B) voert de eerste meting uit en zet deze om in een elektrisch signaal van 0-1,5 mV. De druktransmitter (figuur 4 met opschrift C) zet dit signaal om in een standaardsignaal van 1-3 V. De druktransmitter kan bijvoorbeeld worden gekalibreerd om 1 V te genereren bij een ingangsdruk van 0 psi en 2 V bij een ingangsdruk van 25 psi. Het signaal van de druktransmitter wordt ontvangen door een PLC-module (Programmable Logic Controller) (figuur 4 met label D) voor verdere verwerking.

Let op: De in het bovenstaande voorbeeld genoemde waarden zijn uitsluitend bedoeld voor educatieve doeleinden, en zij kunnen afwijken van de resultaten van werkelijke experimenten.

Termen

Een schakelaar, sensor, opnemer en zender zijn functioneel verschillende onderdelen. Maar deze termen worden in de verschillende bedrijfstakken verschillend gedefinieerd. Sommige bedrijven definiëren drukomzetters als eenvoudige analoge apparaten, terwijl transmitters complexer zijn en een digitaal signaal afgeven. Andere bedrijven reserveren de term drukomzetter voor apparaten met een spanningssignaal en transmitter voor apparaten met een 4-20 mA-signaal. De term "druksensor" is ruimer en kan verwijzen naar een druktransmitter/drukomzetter. Het kan zelfs verwijzen naar drukschakelaars, afhankelijk van de bron.

Ook zijn er geïntegreerde modules die bestaan uit een drukomzetter met een zender (en het geheel kan een zender worden genoemd), of een drukomzetter met een drukschakelaar. Aangezien deze definities vaag zijn en in de verschillende bedrijfstakken vaak verschillend worden gebruikt, worden zij in technische of industriële omgevingen vaak door elkaar gebruikt. Daarom is het altijd raadzaam om specifiek te zijn met deze termen om verwarring te voorkomen en fouten te minimaliseren. Lees ook zorgvuldig de productbeschrijving voordat u een transducer, sensor of transmitter aanschaft om er zeker van te zijn dat deze voldoet aan de toepassingseisen.

Drukschakelaar vs druktransmitter

Drukschakelaars en drukomzetters lijken op het eerste gezicht veel op elkaar. Zij hebben echter zeer verschillende ontwerpbeginselen en worden voor verschillende doeleinden gebruikt.

Drukschakelaars worden gebruikt om een elektrisch circuit in werking te stellen wanneer een bepaald drukniveau wordt overschreden. Zij regelen rechtstreeks een vloeistofsysteem en kunnen zonder voeding werken.

Aan de andere kant zenden drukomzetters of transmitters een continu signaal uit dat het drukniveau aangeeft. Ze besturen de schakeling niet rechtstreeks, maar leveren een signaal voor een PLC of ander regelapparaat. Ze worden gebruikt voor geavanceerdere monitoring, voorspellende analyse of procesbesturingstoepassingen. Over het algemeen zijn drukomzetters duurder dan drukschakelaars.

Tabel 3: Drukschakelaar vs zender

Functie	Drukschakelaar	Druktransmitter
Functie	Aan/uit-regeling op basis van drukdrempel.	Continue en nauwkeurige drukmeting.
Uitgang	Digitaal (meestal een relais of contactsluiting).	Analoog (meestal 4-20 mA of 0-10 VDC).
Meetnauwkeurigheid	Beperkte precisie, meestal binnen een instelbereik.	Zeer nauwkeurig, in staat tot nauwkeurige drukmetingen.
Responstijd	Typisch snelle reactietijd voor schakelen.	Reageert langzamer vanwege signaalverwerking.
Drukbereik	Beperkt tot een specifiek instelbereik.	Dekt een breed scala aan drukwaarden.
Toepassingen	Geschikt voor basisdrukregeling en -bewaking.	Gebruikt voor nauwkeurige bewaking, gegevensverwerving en procesregeling.
Kostprijs	Over het algemeen lagere kosten.	Doorgaans hogere kosten door precisie en functies.
Integratie	Eenvoudig te integreren in eenvoudige besturingssystemen.	Compatibiliteit met gegevensverzamelsystemen vereist.

FAQs

Wat is het verschil tussen een sensor en een drukomzetter?

Een sensor is een apparaat dat een verandering in omgevingsparameters detecteert. Een drukomzetter bestaat uit een sensor en een signaalversterker die de inputparameter omzet in een equivalente elektrische output.

Wat is een druktransmitter?

Druktransmitters meten de procesdrukwaarden en versterken deze tot een gelijkwaardige spanning of stroom. Druktransmitters genieten de voorkeur wanneer signalen over honderden kilometers worden verzonden.

Wanneer gebruik je een drukschakelaar of -zender?

Gebruik een drukschakelaar als je een eenvoudige aan/uit-regeling nodig hebt op basis van een specifieke drukdrempel en gebruik een drukomvormer als je een continue en nauwkeurige drukmeting of analoge uitvoer nodig hebt.