O engenheiro de processo precisa levar a pressão de uma bancada de ensaio para o PC e, ao mesmo tempo, manter o sinal 4…20 mA que já alimenta o CLP. Com um transmissor analógico comum, cada conversão (sensor, amplificador, conversor do cartão de entrada) soma um pouco de erro, e trocar a faixa ou a unidade exige recalibrar. Um transmissor digital de pressão resolve parte desse problema na origem: o próprio instrumento calcula a pressão e entrega o valor por uma interface digital, além da saída analógica.
A seguir, o que muda de fato em um transmissor com saída digital, como a KELLER implementa isso na Série 33 X / 35 X, como levar as leituras para o computador e por que um manômetro com interface, como o LEO 3, é outro tipo de equipamento.
O que é um transmissor digital de pressão
Todo transmissor tem um elemento sensor (na Série 33 X / 35 X, um sensor piezorresistivo montado de forma flutuante) e uma eletrônica que transforma o sinal do sensor em uma saída padronizada. Se você quer revisar o básico, veja o que são transmissores de pressão e como funcionam.
No transmissor digital, essa eletrônica é baseada em um microprocessador; na Série 33 X / 35 X, ele trabalha com conversor A/D de 16 bits. O microprocessador lê o sinal do sensor e a temperatura, calcula a pressão por um modelo matemático e só então gera as saídas. Duas coisas definem a categoria:
- Processamento digital: as não linearidades do sensor e o efeito da temperatura são corrigidos por cálculo, e não por resistores de ajuste.
- Saída digital: o valor calculado sai por uma interface serial (na Série 33 X / 35 X, RS485 half-duplex), sem passar por conversão analógica. Faixa, zero, unidade e endereço podem ser reprogramados por software.
Como funciona a compensação polinomial
Na fábrica, o transmissor é medido em vários níveis de pressão e temperatura. Com os valores do sinal do sensor (S), da temperatura (T) e da pressão de referência, são calculados coeficientes gravados na EEPROM do microprocessador. Em operação, o transmissor resolve a equação:
P(S,T) = A(T)·S0 + B(T)·S1 + C(T)·S2 + D(T)·S3
Os coeficientes A(T) a D(T) também dependem da temperatura. Segundo o datasheet, cálculos e conversões são feitos pelo menos 400 vezes por segundo. É essa correção que permite à Série 33 X chegar a uma margem de erro de 0,05 %FS na saída digital, sem ajustes analógicos.
Saída RS485 ou 4…20 mA: o que muda na precisão
A saída analógica é gerada por um conversor D/A de 16 bits a partir do valor já calculado. Essa etapa extra soma cerca de 0,05 %FS ao erro. Por isso o mesmo transmissor tem números diferentes conforme a saída usada:
| Saída (Série 33 X / 35 X) | Alimentação | Margem de erro 10…40 °C | Margem de erro -10…80 °C |
|---|---|---|---|
| Digital RS485 | 8…28 V | 0,05 %FS | 0,1 %FS |
| 4…20 mA (2 fios) | 8…28 V | 0,1 %FS | 0,15 %FS |
| 0…10 V (3 fios) | 13…28 V | 0,1 %FS | 0,15 %FS |
| 0…2,5 V / 0…5 V (3 fios) | 6…28 V / 8…28 V | 0,1 %FS | 0,15 %FS |
Em números: em um transmissor de 10 bar, 0,05 %FS equivale a ±5 mbar; 0,1 %FS, a ±10 mbar. Ainda falta somar o erro do cartão de entrada do CLP, que a leitura digital elimina. Para entender bem a diferença entre %FS e % da leitura, veja o artigo sobre precisão em % do fundo de escala.
Um ponto prático: a interface digital está disponível em todos os transmissores da série com saída analógica. Você pode ligar o 4…20 mA ao CLP e usar o RS485 para configurar o transmissor ou registrar dados no PC. O datasheet avisa, porém, que podem ocorrer interferências no sinal 4…20 mA durante a comunicação pela porta RS485. Se o laço analógico controla o processo, evite comunicação contínua pelo RS485 nesse mesmo instrumento.
Exemplo: carga máxima no laço 4…20 mA
Na versão de 2 fios, a resistência de carga deve ser menor que (U − 8 V) / 0,025 A. Exemplo: com fonte de 24 V, (24 − 8) / 0,025 = 640 Ω. Esse valor precisa cobrir a entrada do CLP, eventuais indicadores em série e a resistência do cabo.
Série 33 X / 35 X: especificações principais
A diferença entre os modelos está na conexão de processo: a Série 33 X / 35 X traz a 33 X com rosca G 1/4" e a 35 X com rosca G 1/2" e membrana faceada (alinhamento frontal).
| Item | Valor (datasheet KELLER) |
|---|---|
| Faixas relativas (PR 33 X / PR 35 X) | 1, 3, 10 e 30 bar |
| Faixas absolutas (PA / PAA 33 X e 35 X) | 0,8…1,2 bar; 1; 3; 10; 30; 100; 300; 700 e 1000 bar |
| Referência | PR: relativa à atmosfera · PA: selada, zero a 1000 mbar abs · PAA: absoluta, zero no vácuo |
| Margem de erro, saída digital | 0,05 %FS (10…40 °C); opcional 0,01 %FS em versões PA(A) 33 X |
| Resolução | 0,002 %FS |
| Frequência de amostragem | 400 Hz |
| Conexão elétrica | Conector MIL C-26482 (6 polos), Binder 723 (5 polos) ou DIN 43650 (4 polos) |
| Proteção | IP65; opcional IP67 ou IP68 (com cabo) |
| Partes molhadas | Aço inox AISI 316L / Viton |
| Peso | 33 X: 140 g · 35 X: 160 g |
Faixas intermediárias para a saída analógica são obtidas a partir das faixas padrão, programando a saída dentro do intervalo compensado. Existe também a versão diferencial PD-33 X, com faixas de 1 a 30 bar.
Como levar as leituras para o PC
A ligação física é feita por um conversor KELLER: RS232-RS485 (K-102 ou K-107) ou USB-RS485 (K-104 ou K-104B). O datasheet descreve dois programas:
- PROG30 (configuração): lê as informações do instrumento (faixas de pressão e temperatura, versão de software), mostra a pressão atual, seleciona unidades, programa novo zero e fundo de escala, reprograma a saída analógica, define o endereço do instrumento em rede e ajusta filtros passa-baixa.
- READ30 (coleta): leitura rápida e gráfico dos sinais, documentação de medições dinâmicas e registro de dados no PC.
Como cada instrumento recebe um endereço, vários transmissores podem compartilhar o mesmo barramento. Segundo o datasheet, o barramento suporta até 128 endereços; já o READ30 lê até 16 transmissores na mesma ligação. Para quem desenvolve o próprio sistema de aquisição, a KELLER disponibiliza documentação, DLL e exemplos de programação.
E a integração com o CLP?
RS485 define a camada física (dois fios, A e B), não o "idioma" da comunicação. Antes de projetar a leitura direta pelo CLP, confirme com a equipe técnica qual protocolo de comunicação a versão escolhida suporta e se o seu CLP fala esse protocolo. Quando não há essa compatibilidade, a solução mais simples costuma ser usar a saída 4…20 mA para o controle e o RS485 para configuração e diagnóstico.
Transmissor digital ou manômetro com interface?
É comum ver o LEO 3 chamado de transmissor, mas ele é outro tipo de instrumento: o LEO 3 é um manômetro digital inteligente, com visor duplo (pressão em cima, valor da saída analógica embaixo), alimentado pelo próprio laço 4…20 mA e com comunicação RS485. Ele faz o papel de indicador local e de fonte de sinal ao mesmo tempo.
| Critério | Série 33 X / 35 X | LEO 3 |
|---|---|---|
| Tipo | Transmissor, sem visor | Manômetro digital com saída |
| Saídas | RS485 + analógica (4…20 mA ou tensão) | 4…20 mA (2 fios) + RS485 |
| Margem de erro | 0,05 %FS digital (10…40 °C) | < 0,1 %FS a temperatura ambiente; < 0,2 %FS de 0…50 °C |
| Velocidade | 400 Hz | Até 90 medições/s; visor atualiza 2 vezes/s |
| Faixas | De 1 a 1000 bar (absoluta também em 0,8…1,2 bar) | 0…4 bar abs, 0…30 bar abs, 0…300, 0…700 e 0…1000 bar |
| Uso típico | Bancadas, aquisição de dados, integração em máquinas | Ponto que precisa de leitura local e sinal remoto |
No LEO 3, os botões frontais dão acesso às funções MAX/MIN (valores máximo e mínimo na parte inferior do visor), RESET (repõe máximo e mínimo para a pressão atual), ZERO SET (define a pressão atual como novo zero), ZERO RES (volta aos valores padrão) e UNITS (bar, mbar/hPa, kPa, MPa, PSI ou kp/cm²). A saída analógica pode ser ajustada pelos botões, em submenu protegido por código, ou pelo PC com PROG30, sem aplicar pressão.
Regra prática: se alguém precisa olhar o valor no local, considere o manômetro com interface. Se o valor vai só para o sistema e a prioridade é precisão e velocidade, o transmissor digital é a escolha mais direta.
Outras séries KELLER com interface RS485
- Série 41 X: célula cerâmica capacitiva para baixas pressões, com a mesma eletrônica digital da Série 30 e configuração pelo PROG30.
- Série PRD-33 X: pressão diferencial com um segundo sensor que mede a pressão de linha; os dois valores e as temperaturas são lidos pela interface RS485.
- Versões Ei (33 X / 35 X Ei): têm certificação europeia ATEX, não certificação Inmetro. No Brasil, o uso em área classificada exige certificação Inmetro; fale com a equipe técnica para avaliar a aplicação.
Cuidados antes de especificar
- Defina qual saída manda: controle pelo 4…20 mA e comunicação contínua pelo RS485 no mesmo instrumento podem gerar interferência no laço.
- Escolha a referência certa: PR, PA e PAA têm zeros diferentes. Confundir PAA (absoluta) com PR (relativa) gera um desvio fixo da ordem da pressão atmosférica.
- Confira o protocolo: RS485 não garante compatibilidade com o seu CLP ou supervisório.
- Precisão opcional de 0,01 %FS vale apenas para versões PA(A) 33 X e determinadas faixas; confirme na cotação.
Precisa ler a pressão direto no PC ou definir entre transmissor digital e manômetro com interface? Veja a Série 33 X / 35 X e fale com a equipe técnica da Kelltech para dimensionar a faixa, a saída e a comunicação.
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