Pressure Transmitters, series EDA.370

-       Zero & Span Adjustment 기능

-       High insulation grade, > 2000MΩ at 500 VDC

 

■ 공급사양

■ Pressure Ranges

● -1… 0 bar, from 0…1 to 0…1000 bar

 

■ Accuracy class

● 0.5% F.S [standard], 0.25% F.S, 0.1% F.S

 

■ Electrical connection

● mPm plug

● DIN plug according to DIN43650A

 

■ Analog signal output

● 4...20 mA, 2 wire-system [under construction]

● 0…10V, 3 wire-system

● 0…5V, 3 wire-system

● 1…5 V, 3 wire-system

 

■ Operating temperature ranges

● -20…+80 ℃ / standard

● -40…+125℃ / option

 

■ High Insulation: > 2000MΩ at 500 VDC

 

■    Zero & Span adjustment(조정)의 기능

압력전송기(Pressure Transmitter)에서 Zero(영점)과 Span(범위) 조정기능은 센서가 측정한 물리적인 압력을 정확한 전기신호(예: 4~20mA)로 변환하기 위해 반드시 필요한 '교정(Calibration)' 과정입니다. 정밀함과 안전이 생명인 분야에서는 이 기능이 특히 중요합니다.

 

1. 정확한 기준점 설정 (Zero Adjustment)

● 압력이 전혀 가해지지 않은 상태(0 bar)에서 출력 신호가 정확히 기준값(예: 4mA)이 되도록 맞추는 작업입니다.

● 센서의 노화 및 변형: 시간이 흐르면서 센서 내부의 다이어프램(피압부)이 미세하게 변형되거나 오차가 생길 수 있습니다. 이때 Zero 조정기능을 통해 기준점을 다시 잡아줍니다.

● 설치 환경의 영향: 센서가 설치된 위치의 고도나 장착 각도에 따라 미세한 압력이 감지될 수 있는데, 이를 '0'으로 간주하도록 보정합니다.

 

2. 측정 범위의 최적화 (Span Adjustment)

● 측정하고자 하는 최대 압력 범위(Full Scale)를 전기 신호의 최대치(예: 20mA)에 정확히 일치시키는 작업입니다.

● 시스템 맞춤형 설정: 예를 들어, 센서의 출력이 4…20mA 인 경우에, 그 Span 값은 16mA 입니다. Zero Adjustment 기능을 통해서 “0”을 셋팅을 한다면, 20mA 인 경우에도, 20.50mA 또는 21.00mA 가 나온다면, 그 span 값은 정확히 16mA가 아니므로 Pressure Transmitter(압력전송기)의 정밀도(Accuracy)나 해상도(Resolution)에 영향을 주게 됩니다. 그러므로 정확히 20mA를 맞추어 span 값 16.00 mA를 맞추는 행위를 Span Adjustment라고 합니다.

● 선형성(Linearity) 확보: 입력된 압력의 변화량과 출력되는 전류의 변화량이 일정한 비율(직선 형태)을 유지하도록 하여 제어 컴퓨터(ECU)가 정확한 압력값을 계산하게 합니다.

 

3. 시스템에서의 실제 zero & span 조정의 필요성

■ 기차나 열차에서의 zero & span 조정의 필요성을 예를 들어 설명을 하겠습니다.

● 제동력의 균일화: 열차의 각 칸(wagon)마다 설치된 압력전송기들의 Zero/Span이 일치해야 전체 열차가 균일한 힘으로 제동을 걸 수 있습니다. 오차가 생기면 특정 칸(wagon)만 과하게 제동이 걸리거나 밀리는 현상이 발생합니다.

● 유지보수 효율성: 센서를 교체할 때마다 시스템 전체를 뜯어고치는 대신, 현장에서 Zero와 Span만 맞추면 즉시 정밀한 제동 제어가 가능해집니다.

 

요약: "자(Ruler)의 눈금을 맞추는 것"

● Zero: 자의 시작점인 '0'을 맞추는 것.

● Span: 자의 전체 길이(예: 30cm)가 실제 길이에 맞게 정확히 표시되도록 조절하는 것.

 

■    기차, 고속철도 그리고 전철의 제동장치시스템에 적용

기차나 전철의 제동장치시스템(Brake Operating System)에서 Pressure Transmitter(압력 전송기)는 제동압력을 정밀하게 측정해 제어 장치에 전달하는 핵심 부품입니다. 이 장치에 High Insulation(고절연) 성능이 필수적인 이유는 열적인 문제보다는 주로 전기적 안전과 신호의 무결성 때문입니다. 구체적인 이유는 다음과 같습니다.

1. 고전압 시스템과의 인접성

■ 전철은 수천 볼트(25,000V AC 또는 1,500V DC 등)의 고전압 전력을 사용하여 구동됩니다.

● 유도기전력 차단: 고압선이나 모터에서 발생하는 강력한 전자기장이 주변 센서 회로에 간섭을 일으킬 수 있습니다. 고절연(high insulation)은 이러한 외부 전기적 노이즈가 압력 신호를 왜곡하는 것을 막아줍니다.

● 절연 파괴 방지: 만에 하나 발생할 수 있는 서지(Surge) 전압이 저전압으로 작동하는 제어 회로(ECU)나 센서로 흘러 들어오는 것을 물리적으로 차단해야 합니다.

 

2. 제동 시스템의 안전 무결성 (Safety)

■ 기차의 제동은 승객의 생명과 직결되는 가장 중요한 안전 장치입니다.

● 오작동 방지: 압력 전송기가 전기적으로 제대로 절연되지 않아 누설 전류가 발생하면, 실제 압력과 다른 잘못된 신호를 보낼 수 있습니다. 이는 제동력 부족이나 갑작스러운 급제동으로 이어질 수 있습니다.

● 지락사고(Ground Fault) 예방: 차체는 금속으로 되어 있어 접지 역할을 합니다. 센서 내부 회로가 차체와 충분히 절연되지 않으면 지락사고(Ground Fault)가 발생하여 시스템 전체의 전원이 차단될 위험이 있습니다.

 

3. 가혹한 운행 환경 대응

■ 열차는 선로 위를 달리며 엄청난 진동, 먼지, 습기에 노출됩니다.

● 오염 물질로부터 보호: 브레이크 패드에서 발생하는 금속 가루나 습기가 센서에 달라붙으면 미세한 전도 통로를 만들 수 있습니다. High Insulation 설계는 이러한 가혹 환경에서도 센서의 성능이 저하되지 않도록 보장합니다.

 

결론적으로, 제동 장치의 Pressure Transmitter에 고절연이 필요한 이유는 "고전압 전력 시스템으로부터 정밀한 제동 제어 신호를 보호하여, 어떠한 환경에서도 정확한 제동력을 확보하기 위함"입니다.

 

■ Series EDA.370의 최적화 개발

Series EDA.370은 높은 정밀도와 내구성 그리고 상당 기간 동안 유지보수가 요구되는 모든 산업환경에 적용되도록 최적화 설계되어 개발되었습니다. 실제로, 일반열차, 고속열차 그리고 전철에 적용되어질 수 있는 High Insulation 보호기능까지 적용되어 설계되어 개발되었으며, 반도체 생산공정이나 선박산업에 적용되어질 수 있게 연구 개발되었습니다.

 

적용되는 pressure transducer는 stainless steel, 316L 재질의 Piezoresistive silicon pressure sensor 기반 위에 제조되었습니다. 매우 정밀하게 발전된 최근의 전자부품의 제작기술에 더하여 최근 공업의 PCB 칩 설계를 접목하여 설계되어 제작되었습니다. 압력센서에서 신호를 받아서 증폭하는 전자부분은 Noise, Burst, Surge 그리고 high insulation 보호기능을 갖고 갖고있으며, 최고의 엄격한 공정관리와 품질관리 과정을 거쳐서 아날로그 신호를 보낼 수 있게 생산관리를 하며, 정교한 calibration 작업을 완성하여 최종적으로 전수검사를 통해 완성됩니다.

 

개발과정에서 국.내외 유사 제작회사의 제품과 성능 비교를 하였으며, 자체적으로 매우 엄격한 환경적용 테스트를 하였고, 그 결과로서 EDA series는 최고의 품질 결과를 갖게 되었습니다. 압력트랜스미터 EDA.370는 일반 공장의 생산공정과 다양하게 제어 계측관리가 요구되는 모든 산업환경에서 적용되어 질 수 있는 일반 산업용 압력트랜스미터로 개발되었습니다. 적용 분야는 아래와 같습니다.

 

● 철도 제동장치 시스템 적용

● 반도체 제조산업

● 자동차 산업

● 유.공압 산업

● 정유 및 화학 산업

● 중공업, 조선산업

● 제약산업

● 식품 및 음료 산업

● 전력에너지 및 원자력 산업

● 폐수 및 정수 처리산업

 

■ 높은 정밀도(High accuracy)의 공급 지원

Series EDA.370 제품은 아래와 같이 사용자의 요구에 따라, 정밀도(accuracy)를 지원합니다.

● ≤ ±0.5% F.S [standard]

● ≤ ±0.25% F.S [option]

● ≤ ±0.1% F.S [option]

Data sheet EDA.370의 자료를 보고, 업체가 원하는 정밀도와 사양을 선택하여 사용할 수 있습니다.