Knowledge Base
หลักการทำงาน Signal Output และวิธีเลือกให้เหมาะกับงาน
How They Work, Signal Types & Selection Guide
โดย Vows Craft Team
เมษายน 2569
อ่านประมาณ 8 นาที
อัปเดตล่าสุด: เมษายน 2569
ภาพรวม: สองอุปกรณ์ที่คนมักสับสน
Pressure Gauge บอกให้คนอ่าน | Pressure Transmitter บอกให้ระบบทำงาน
A Pressure Gauge tells a person. A Pressure Transmitter tells the system.
ในระบบท่อและ Process Control คำสองคำที่ถูกถามบ่อยที่สุดคือ Pressure Transmitter กับ Pressure Gauge ทั้งสองวัดแรงดันเหมือนกัน แต่ทำงานคนละบทบาทโดยสิ้นเชิง การเลือกผิดอาจทำให้ระบบ Automation ไม่ทำงาน หรือวิศวกรต้องวิ่งไปดูหน้าจอทุกครั้งที่ต้องการข้อมูล
Pressure Transmitter
อุปกรณ์วัดและส่งสัญญาณไฟฟ้า
แปลงแรงดันเป็นสัญญาณไฟฟ้า (4-20mA, HART, Fieldbus) ส่งไปยัง PLC, DCS หรือ SCADA โดยอัตโนมัติ ไม่มีหน้าปัดให้อ่าน แต่ข้อมูลอยู่ในระบบตลอดเวลา
Pressure Gauge
อุปกรณ์แสดงผลเชิงกล
แสดงค่าแรงดันผ่านหน้าปัดให้คนอ่านโดยตรง ไม่มีสัญญาณไฟฟ้าออกมา ราคาถูก ติดตั้งง่าย เหมาะกับจุดที่ต้องการตรวจสอบด้วยตาเท่านั้น
หลักการทำงานเชิงวิศวกรรม
Pressure Gauge: กลไกเชิงกล
Pressure Gauge ทั่วไปใช้หลักการของ Bourdon Tube ซึ่งเป็นท่อโลหะโค้งงอรูปตัว C เมื่อแรงดันเข้าสู่ท่อ ท่อจะพยายามคลายตัวออกตามสัดส่วนของแรงดัน การเคลื่อนที่นี้ถูกส่งผ่านชุด Gear และ Linkage ไปหมุนเข็มบนหน้าปัด
ชนิดของ Sensing Element ใน Pressure Gauge
Bourdon Tube: ใช้กับแรงดันสูง ทนทาน พบบ่อยที่สุด
Diaphragm: ใช้กับแรงดันต่ำ หรือของเหลวหนืด/กัดกร่อน
Capsule: ใช้กับแรงดันต่ำมาก เช่น แรงดันก๊าซใกล้ศูนย์
Bellows: ใช้กับแรงดันต่ำและ Differential Pressure
Pressure Transmitter: การแปลงสัญญาณ
Pressure Transmitter ทำงาน 2 ขั้นตอนหลัก คือ Sensing และ Signal Conditioning โดยใช้ Sensing Element แปลงแรงดันเป็นสัญญาณทางกายภาพ แล้ว Electronic Circuit แปลงต่อเป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐานที่ระบบรับได้
กระบวนการทำงานทีละขั้นตอน
1. Sensing Element รับแรงดัน: Piezoresistive, Capacitive หรือ Piezoelectric sensor
2. แปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าดิบ: แรงดันทางกล >> ความต้านทาน/ความจุไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลง
3. Signal Conditioning: Amplify, Filter และ Compensate Temperature
4. Output Signal: แปลงเป็น 4-20mA หรือสัญญาณ Digital Protocol
ทำไม 4mA ไม่ใช่ 0mA?
มาตรฐาน 4-20mA ออกแบบให้ 4mA แทนค่าศูนย์ (0% ของ Range) เพราะถ้าสาย断线 (Wire Break) กระแสจะเป็น 0mA ซึ่งต่างจาก 4mA ชัดเจน ทำให้ระบบตรวจจับความผิดปกติได้ทันที | นี่คือ Fail-safe Design ที่ฉลาดมากครับ
ประเภทของ Pressure ที่วัดได้
- Gauge Pressure (ความดันเกจ): วัดเทียบกับบรรยากาศ (0 = ความดันบรรยากาศ) พบบ่อยที่สุด
- Absolute Pressure (ความดันสัมบูรณ์): วัดเทียบกับสูญญากาศสมบูรณ์ เหมาะกับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง
- Differential Pressure (ความดันผลต่าง): วัดความแตกต่างระหว่างสองจุด เช่น ใช้คำนวณ Flow Rate
- Vacuum Pressure: วัดความดันต่ำกว่าบรรยากาศ
Signal Output และการต่อกับ PLC/SCADA
นี่คือจุดที่ Pressure Transmitter แตกต่างจาก Pressure Gauge โดยสิ้นเชิงครับ Transmitter ส่งข้อมูลเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ระบบ Automation รับได้โดยตรง
ประเภทของ Signal Output
4-20mA Analog
HART Protocol
PROFIBUS
Foundation Fieldbus
IO-Link
| Signal Type |
ลักษณะ |
ข้อดี |
เหมาะกับ |
| 4-20mA |
Analog, 2-wire |
เรียบง่าย ทนสัญญาณรบกวน ระยะไกลได้ |
งานทั่วไป PLC รุ่นเก่า-ใหม่ |
| HART |
Digital ซ้อนบน 4-20mA |
ส่ง 2 สัญญาณพร้อมกัน ตรวจวินิจฉัยได้ |
โรงงานที่ต้องการ Remote Config |
| PROFIBUS PA |
Fieldbus Digital |
ต่อหลาย Device บนสายเดียว |
โรงงานขนาดใหญ่ ระบบ SIEMENS |
| Foundation Fieldbus |
Fieldbus Digital |
ประมวลผลใน Field Device ได้ |
อุตสาหกรรม Oil & Gas |
| IO-Link |
Digital Point-to-Point |
ง่าย ราคาถูก กำหนดค่าผ่าน Software |
งาน Factory Automation ทั่วไป |
การต่อ Pressure Transmitter กับ PLC/SCADA
วงจรพื้นฐาน 4-20mA (2-Wire Loop)
Power Supply (24VDC) →
Transmitter →
Load Resistor (250Ω) →
AI Input ของ PLC
แรงดันที่ตกคร่อม Load Resistor = กระแส × 250Ω
ที่ 4mA → 1.0V = 0% of Range
ที่ 20mA → 5.0V = 100% of Range
สูตรแปลงค่า: Engineering Value = [(I – 4) ÷ 16] × (Max – Min) + Min
เช่น กระแส 12mA, Range 0-10 bar → [(12-4) ÷ 16] × 10 = 5.0 bar
HART คืออะไร? ทำไมถึงนิยมมาก?
HART (Highway Addressable Remote Transducer) ส่งสัญญาณ Digital ซ้อนทับบนสาย 4-20mA เดิม โดยไม่รบกวนสัญญาณ Analog ทำให้วิศวกรสามารถ Remote Config, ตรวจ Diagnostic และอ่านค่า Secondary Variable (เช่น อุณหภูมิ) ได้พร้อมกัน โดยไม่ต้องเดินสายเพิ่มครับ
ตารางเปรียบเทียบ Transmitter vs Gauge
| คุณสมบัติ |
Pressure Transmitter |
Pressure Gauge |
| Output |
สัญญาณไฟฟ้า (4-20mA, HART, Fieldbus) |
ค่าแสดงบนหน้าปัดเชิงกล |
| การอ่านค่า |
● อ่านได้จากระยะไกล ผ่าน PLC/SCADA |
● ต้องอ่านที่หน้างานเท่านั้น |
| ความแม่นยำ |
● สูง ±0.1% ถึง ±0.5% FS |
● ปานกลาง ±1% ถึง ±2.5% FS |
| ต่อกับ Automation |
● ทำได้โดยตรง |
● ไม่ได้ ต้องใช้ Gauge + Switch แยก |
| การบันทึกข้อมูล |
● บันทึกอัตโนมัติใน Historian/SCADA |
● ต้องบันทึกด้วยมือเท่านั้น |
| Alarm/Interlock |
● ตั้ง Setpoint ใน PLC ได้เลย |
● ต้องเพิ่ม Pressure Switch แยก |
| ราคา |
● สูงกว่า (หลักพัน–หมื่น บาท) |
● ถูกกว่า (หลักร้อย–พัน บาท) |
| การบำรุงรักษา |
Calibrate ตามรอบ, Electronic failure |
กระจกขุ่น, เข็มค้าง, Bourdon tube แตก |
| ต้องการไฟฟ้า |
ใช่ (24VDC Loop Power) |
ไม่ต้องการ |
| เหมาะกับ |
ระบบ Automation, Remote Monitoring |
ตรวจสอบด้วยตา จุด Local Indication |
วิธีเลือกให้เหมาะกับงาน
คำถามง่าย ๆ 4 ข้อนี้จะช่วยตัดสินใจได้ทันทีครับ
-
1
ต้องการให้ระบบรู้ค่าแรงดันโดยอัตโนมัติหรือไม่?
ใช่ >> ต้องใช้ Pressure Transmitter เท่านั้น / ไม่ใช่ แค่อยากให้คนอ่าน >> Pressure Gauge เพียงพอ
-
2
มีระบบ PLC, DCS หรือ SCADA หรือไม่?
มี >> เลือก Transmitter ที่ Signal Output ตรงกับ AI Card ของ PLC เช่น 4-20mA หรือ HART / ไม่มี >> Gauge ราคาถูกกว่าและไม่ต้องการ Infrastructure เพิ่ม
-
3
ต้องการ Alarm หรือ Shutdown อัตโนมัติหรือไม่?
ต้องการ >> Transmitter + PLC Setpoint / ไม่ต้องการ >> Pressure Switch หรือ Gauge ธรรมดาก็เพียงพอ
-
4
ต้องการ Calibration มาตรฐานหรือ Audit trail หรือไม่?
ต้องการ (เช่น งาน Pharma, Food Grade, ISO) >> Transmitter พร้อม Certificate / ไม่ต้องการ >> Gauge ธรรมดาเพียงพอ
Best Practice: ใช้ทั้งสองอย่างร่วมกัน
- ติดตั้ง Pressure Transmitter สำหรับส่งข้อมูลเข้า PLC/SCADA
- ติดตั้ง Pressure Gauge คู่กันที่จุดเดียวกันสำหรับให้ช่างอ่านหน้างาน
- วิธีนี้ช่วย Verify ค่าจาก Transmitter โดยไม่ต้องเปิด SCADA ทุกครั้ง
- ประหยัดค่า Shutdown เพื่อ Calibrate เพราะอ่านเปรียบเทียบได้ทันที
ปัญหาที่พบบ่อยและวิธีแก้
ปัญหาของ Pressure Transmitter
| ปัญหา |
สาเหตุ |
วิธีแก้ |
| Output เป็น 0mA หรือ 3.6mA |
สายขาด (Wire Break) หรือ Power Supply ขัดข้อง |
ตรวจสอบสาย Loop และ Power Supply 24VDC |
| ค่าแกว่งผิดปกติ |
สัญญาณรบกวน (Noise) จากอุปกรณ์ไฟฟ้าใกล้เคียง |
ใช้ Shielded Cable และ Ground Shield ที่ Panel |
| ค่าเบี่ยงเบนจากจริง |
Zero/Span Drift หลังใช้งานนาน หรืออุณหภูมิเปลี่ยน |
Calibrate ตามรอบ ทุก 6-12 เดือน |
| HART ไม่ตอบสนอง |
Load Resistance ไม่ถูกต้อง (ต้องการ 230-500Ω) |
ตรวจสอบ Total Loop Resistance ให้อยู่ใน Range |
ปัญหาของ Pressure Gauge
| ปัญหา |
สาเหตุ |
วิธีแก้ |
| เข็มค้างไม่ขยับ |
Bourdon Tube อุดตัน หรือชุด Gear สึกหรอ |
ล้างทำความสะอาด หรือเปลี่ยนชุด Movement |
| กระจกหน้าขุ่น/เป็นฝ้า |
ความชื้นเข้าใน Case เนื่องจาก Seal เสื่อม |
เปลี่ยน Case Seal หรือเลือกรุ่น IP66 ขึ้นไป |
| เข็มสั่นตลอดเวลา |
ระบบมี Pressure Pulsation หรือ Vibration สูง |
ติดตั้ง Snubber หรือเลือก Gauge แบบ Glycerin-filled |
| อ่านค่าผิดพลาด |
ติดตั้งผิดทิศทาง หรือ Zero ไม่ตรง |
ตรวจสอบการติดตั้งให้ตั้งฉาก และปรับ Zero Screw |
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
ใช้ Pressure Transmitter แทน Pressure Gauge ได้เลยไหม?
ได้ครับ แต่ต้องมีระบบรับสัญญาณ เช่น PLC หรือ Display Unit ด้วย ถ้าไม่มี ค่าที่วัดได้จะไม่มีที่แสดงผล แนะนำให้ติดทั้งสองอย่างในจุดสำคัญครับ
4-20mA กับ 0-10V ต่างกันอย่างไร? เลือกแบบไหนดี?
4-20mA ทนสัญญาณรบกวนได้ดีกว่าและส่งได้ระยะไกล (ไม่มีผลจากความต้านทานสาย) เหมาะกับโรงงาน | 0-10V ง่ายต่อการต่อวงจร แต่ไวต่อ Noise และระยะสายจำกัด เหมาะกับงานในอาคารระยะสั้นครับ
Pressure Transmitter ต้อง Calibrate บ่อยแค่ไหน?
โดยทั่วไปแนะนำทุก 12 เดือนครับ แต่ถ้าใช้กับสารกัดกร่อนหรืออุณหภูมิสูงอาจต้องทำถี่ขึ้น งานที่มีมาตรฐาน ISO หรือ GMP มักกำหนด Calibration Interval ไว้ชัดเจนในเอกสารครับ
Smart Transmitter กับ Conventional Transmitter ต่างกันอย่างไร?
Smart Transmitter มี Microprocessor ในตัว สามารถ Remote Config ผ่าน HART หรือ Fieldbus ได้ ทำ Self-Diagnostic ได้ และมักมี Accuracy สูงกว่า | ส่วน Conventional ส่งแค่ 4-20mA ปกติ ราคาถูกกว่าแต่ปรับค่าต้องทำที่ตัวอุปกรณ์เท่านั้นครับ
Differential Pressure Transmitter ใช้ทำอะไรได้บ้าง?
นอกจากวัด Differential Pressure โดยตรง ยังใช้คำนวณ Flow Rate ผ่าน Orifice Plate หรือ Venturi Tube, วัดระดับของเหลวในถัง (Level Measurement) และตรวจสอบ Filter Clogging ได้อีกด้วยครับ
ต้องการปรึกษาการเลือก Pressure Transmitter หรือ Gauge?
ทีม Vows Craft พร้อมให้คำแนะนำด้านอุปกรณ์วัดและควบคุมระบบ
บอกเราถึงระบบ PLC ที่ใช้ ชนิดสาร และช่วงแรงดัน เราจะช่วยเลือกให้ตรงจุด
ขอรับคำปรึกษาฟรี
ดูสินค้าของเรา
