Устройство термодатчика: Температурные датчики – принцип работы, виды термисторов, термопара на схеме

Содержание

Принцип работы термодатчика.

Принцип работы термодатчика. Вся работа терморегулятора для теплых полов собрана по принципу:<<вызов и ответ>> Где насчет вызова имеется в виду информация принимаемая с термодатчиков. В каждом терморегуляторе фиксируются термодатчики. Термодатчики имеют различие между контактным и бесконтактным видом, поясняется это тем что контактные термодатчики по своей специфике встраивается в стяжку пола, совсем рядом со специальным нагревательным контуром. Расстояние нагревательного элемента и термодатчика всего 3 см, показания снимаются непосредственно с пола. Разумно такое устройство применять, если система теплых полов является только комплексным дополнением, для полного обогрева помещения. Если не придерживаться этому комплексу, то вполне ясно что такая система обогрева полов, будет иметь не стабильный режим обогрева помещения, терморегуляторы для теплых полов вполне будут держать отметку температуры заданную Вами, и нагрев помещения будет происходит сбалансированно.

В том числе если отопление помещения акцентируется на теплые полы, то необходимо учесть один факт что именно в этом случае применяется бесконтактный термодатчик. В стандарте они встраиваются в сам контролер, но при этом не редки модели в которых внешний датчик можно помещать в любой комнате, вне зависимости от специфики самой комнаты. Следует не пренебрегать правилам:

●Размещать нужно на высоте 1.1-1.4 от пола

●Нужно размещать с защитой от сквозняков месте

●В недоступном от прямых солнечных лучей месте.

Такой грамотный подход не только позволит вести контроль нагрева напольного покрытия, но и температурный режим воздуха в помещении. Связывается это «звено» по проводам обхватывая бесконтактный термодатчик, а на некоторых моделях и через модули Wi-Fi или Bluetooth. Производители любят продавать сразу комплект теплого пола с терморегулятором. В этом случае отпадают вопросы о приобретении дополнительных модулей. Вот к примеру компания  SMARTHOF специализируется по распространению высокотехнологичного оборудования для систем автоматизации «Умный дом» и занимает лидирующие позиции по продажам на пару с именитыми популярными производителями.

SMARTHOF советует: размещение проводов в гофротрубе дает неплохой выигрыш во времени если цифрами то это от 10 до 15 минут понадобиться на замену, довольно таки неплохо при поломке такой сложности. 

 

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) – устройство, принцип работы

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) – это важный элемент системы управления двигателем, который контролирует температуру ОЖ в системе охлаждения. Блок управления двигателем получает информацию от ДТОЖ и в соответствии с ней корректирует состав топливно-воздушной смеси, частоту вращения коленвала, а также угол опережения зажигания.

Устройство и принцип работы датчика температуры охлаждающей жидкости

«Прародителем» современного датчика температуры охлаждающей жидкости было

термореле, которое устанавливалось на некоторые двигатели (например, в системе распределенного впрыска K-Jetronic). Контакт термореле открыт – идет прогрев двигателя, контакт закрыт – мотор работает в своей нормальной температуре.  

В настоящее время основа датчика температуры охлаждающей жидкости – это термистор (резистор, который измеряет сопротивление в зависимости от температуры). Контроль за температурой ОЖ осуществляется непрерывно. Материалом для изготовления термистора служит обычно оксид никеля или кобальта. Особенность этих соединений в том, что при увеличении температуры у них увеличивается количество свободных электронов и, соответственно, уменьшается сопротивление.  

Чаще всего термистор, который находится внутри ДТОЖ, имеет отрицательный температурный коэффициент

. Максимальное сопротивление датчик имеет при холодном двигателе. На датчик температуры охлаждающей жидкости подается напряжение (5В), и по мере изменения сопротивления оно уменьшается. Блок управления двигателем фиксирует изменения напряжения и в соответствии с ним определяет температуру охлаждающей жидкости.  

Схема подключения датчика температуры охлаждающей жидкости

На некоторых двигателях (например, на моторах Renault) установлен датчик температуры охлаждающей жидкости с положительным температурным коэффициентом. Он устроен так же, однако при увеличении температуры сопротивление на нем не уменьшается, а увеличивается. 

Где находится датчик температуры охлаждающей жидкости

Термистор находится внутри защитного теплопроводного корпуса, а на самом корпусе размещена резьба для крепления датчика, а также электрический разъем. Обычно ДТОЖ вкручивается в выпускной патрубок головки блока цилиндров. На некоторых моторах стоит сразу два датчика: один фиксирует температуру на выходе из двигателя, второй – из радиатора. 

Где расположен датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

Датчик температуры охлаждающей жидкости располагается таким образом, чтобы его наконечник имел прямой контакт с охлаждающей жидкостью. Соответственно, если антифриза в системе мало, то и показатели ДТОЖ могут быть неточными. 

Признаки неисправности ДТОЖ

Как и любой другой датчик, ДТОЖ может выйти из строя, вызвав сбои в работе мотора. Первые признаки, по которым можно распознать поломку датчика температуры охлаждающей жидкости:

  • проблемы с запуском двигателя в холодную погоду,
  • плохой выхлоп на холодном двигателе,
  • повышенный расход топлива и т.д.

Чаще всего при возникновении подобных симптомов замена датчика температуры охлаждающей жидкости не требуется. Скорее всего, проблема в отошедшем или поврежденном контакте, повреждении проводки или утечке охлаждающей жидкости. Поэтому для начала следует провести визуальный осмотр датчика на предмет повреждений или коррозии. 

Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости

Если осмотр не дал результатов, необходимо измерить сопротивление и напряжение датчика при различных температурах. После запуска холодного двигателя по мере его прогрева сопротивление должно падать (или повышаться – в случае положительного температурного коэффицента датчика) в соответствии с нормальными показателями. 

Проверку датчика температуры охлаждающей жидкости можно выполнить самостоятельно

Нормальные показатели сопротивления и напряжения для датчика температуры охлаждающей жидкости с отрицательным температурным коэффициентом

Температура ОЖ (°С)Сопротивление (Ом)Напряжение (В)
4800 — 66004,00 — 4,50
1040003,75-4,00
202200 — 28003,00 — 3,50
3013003,25
401000-12002,50 — 3,00
5010002,5
608002,00-2,50
80270 — 3801,00-1,30
110 0,5
 разрыв цепи5,0 ±0,1
 замыкание на «землю»

Нормальные показатели сопротивления и напряжения для ДТОЖ с положительным температурным коэффициентом

Температура ОЖ (°С)Сопротивление (Ом)Напряжение (В)
254-266 
20283-2970,6 — 0,8
80383-3971,0-1,2
 разрыв цепи5,0 ±0,1
 замыкание на «землю»

EQUICOM: Аналоговый датчик температуры

 

 


Описание датчика температуры

Этот дешевый аналоговый датчик температуры предназначен для измерения температуры окружающей среды, может контролировать температуру от -40 °C до +125 °C с точность ±2 °C . Данный датчик подключается к устройствам Equicom. Датчик выполнен на базе микросхемы Microchip TC1047A, выходное напряжение которой линейно зависит от температуры. Можно при необходимости удлинить провод датчика температуры на 50м и более (проверено). Удлинять надо экранированным проводом. Идеально для того, чтобы обнаруживать проблемы связанные с температурой в помещениях с компьютерами, такие как кондиционирование воздуха, внезапные температурные скачки, перегрев в стойках сервера. 

  Важно! Использование с устройствами PING3(-knock) и PING3-PWR1(2)

  Для получения значения температуры в градусах Цельсия в настройках аналогового входа, к которому подключен термодатчик, необходимо задать такие коэффициенты:

  O (offset) = –50

  M (multiplier) = 330

  Averaging = 100 (или больше)

 

Совместимость термодатчика с устройствами

в начало


Основные технические характеристики датчика температуры

 Модель датчика   TS-AN1
 Тип датчика   проводной
 Количество проводов   3
 Длина провода   75 см
 Удлинение датчика   50м и более
 Диапазон измеряемых температур   -40. .+125ºC
 Точность измерения температуры    ±2ºC
 Потребляемый ток   35 мкА
 Напряжение питания   +2,5..+5,5В
 Зависимость выходного напряжения от температуры   линейная, 10 мВ/ ºC
 Диапазон выходных напряжений   +0,1..+1,75В
 Степень защиты оболочкой   IP54
 Использование   в помещении

 

Информация! Термодатчики и аналоговые входы устройств имеют определенный разброс параметров, что неизбежно приводит к ошибкам в измерениях. Для повышения точности измерения температуры (более точно, чем ±2 градуса) необходимо произвести калибровку термодатчика, подключенного к конкретному аналоговому входу, согласно инструкции к датчику температуры.

в начало


Схема подключения датчика к устройству

Датчик температуры  подключается к разъемам AN1 или AN2, а также можно подключить к разъму EXT (подробности в инструкции к прошивке устройства).

 


в начало

© EQUICOM.ru

Использование с устройствами PING3(-knock) и PING3-PWR1(2)

Для получения значения температуры в градусах Цельсия в настройках аналогового входа, к которому подключен термодатчик, необходимо задать такие коэффициенты:

O (offset) = –50
M (multiplier) = 330

Для получения значения температуры в градусах Цельсия в настройках аналогового входа, к которому подключен термодатчик, необходимо задать такие коэффициенты:

O (offset) = –50

Для получения значения температуры в градусах Цельсия в настройках аналогового входа, к которому подключен термодатчик, необходимо задать такие коэффициенты:

O (offset) = –50

Датчик температуры, (T811), 2м

Устройство не предназначено для бытового применения.

Датчики температуры (T811) предназначены для измерения температуры воздуха в помещении без возможности попадания воды на корпус датчика. Датчики выполнены в виде платы, установленной в пластиковом корпусе с прорезями.

Датчики температуры подключаются к устройствам UniPing v3, NetPing 2/PWR-220 v3/ETH, NetPing 2/PWR-220 v2/SMS, NetPing 2/PWR-220 v4/SMS, NetPing 2/PWR-220 v12/ETH, NetPing 2/PWR-220 v13/GSM3G. Информация о подключении датчиков температуры (T811) находится в документах «Руководство пользователя» на соответствующие устройства NetPing, к которым они подключаются. Информация о конфигурировании датчиков температуры (T811) находится в документах «Описание встроенного ПО» на соответствующие устройства NetPing, к которым они подключаются.

Все датчики температуры подключаются параллельно друг другу, на одни и те же контакты. На корпусе каждого термодатчика указана модель датчика. Перед использованием датчика температуры необходимо установить адрес термодатчика самостоятельно. Адрес датчика температуры устанавливается путем извлечения платы термодатчика из корпуса и установкой в определенное положение механических переключателей (джамперов) при помощи отвертки, входящей в комплект устройства NetPing, или вручную:

К одному устройству NetPing среди подключенных датчиков температуры не должно быть термодатчиков с одинаковыми адресами!

К одному устройству NetPing можно подключить до восьми датчиков температуры (T811) со шлейфами максимальной длины до 10 метров для каждого датчика в отдельности. Используется топология «звезда» с устройством в центре и «лучами» по 10 метров к датчикам температуры.

Шлейф датчика температуры представляет собой четыре провода, передающих в цифровом виде информацию о температуре. Неразрывно связанный с датчиком шлейф имеет длину 2 метра. При необходимости можно удлинить шлейф термодатчика при помощи включенных друг в друга удлинителей шлейфа датчика RC, 4 м.

Датчик выполнен на основе однокристального датчика температуры TCN75A.

Цветовая маркировка шлейфа датчика: 

  • Желтый — SC
  • Зеленый — SD
  • Красный — +5В
  • Черный — GND

Датчик температуры воздуха

Датчик температуры воздуха участвует в контроле топливной смеси. Его неисправность не приведет к моментальной поломке машины, но неприятностей добавит. Поэтому стоит знать, где он находится, как работает и можно ли его починить вручную.

Что такое ДТВВ

Датчик контроля температуры всасываемого воздуха (или ДТВВ) измеряет температуру забортного воздуха. На основе этих измерений регулируется состав смеси, поступаемой для сжигания в цилиндры автомобиля. Поэтому неисправности могут доставить некоторые неприятности: сбои в двигателе, лишний расход топлива.

Типы и конструкция

Выпускают только один тип датчика наружной температуры – на основе полупроводников. Отличия в датчиках температуры разных типов могут быть по коэффициенту – отрицательному или положительному:

  1. При отрицательном связь температуры и сопротивления обратно пропорциональная: сопротивление выше, если температура низкая.
  2. При положительном, наоборот, при отрицательных температурах сопротивление небольшое.

Предпочтение отдают первому типу – он более надежен и долговечен.

Принцип работы и место датчика температуры в транспортном средстве

Датчик температуры воздуха может быть частью системы забора воздуха или же устанавливается во впускном коллекторе.

Работает ДТВВ по тому же принципу, что и другие датчики: центральный блок подает на него 5 В тока. В зависимости от сопротивления часть этого напряжения вернется. Электроника замеряет этот ответ, сверяет с таблицей в памяти и вычисляет состояние воздуха за бортом.

После этого управляющий блок регулирует состав смеси – чем воздух теплее и разреженнее, тем меньше горючего надо.

Неисправности датчика температуры наружного воздуха

Иногда датчик температуры воздуха на впуске ломается. Понять это можно по таким признакам:

  • плохая работа холостого хода – особенно заметно в холода;
  • двигатель запускается не так хорошо, как раньше;
  • упала мощность мотора;
  • топлива расходуется больше положенного.

Произойти это все может из-за разных факторов:

  • попадание камней;
  • грязь;
  • неполадки с электросетью авто;
  • изношенность проводки;
  • замыкание в цепи.

Проверка датчика температуры воздуха на впуске

Коль появились подозрения, что датчик температуры наружного воздуха неисправен, нужно устроить ему проверку.

Происходит она в несколько шагов.

  1. Проверка непосредственно ДТВВ: тестер присоединяется к нему, и снимаются показания при «холодном» старте и на высоких оборотах. Результаты сравниваются с эталонной таблицей.
  2. Тест контактов: омметром проверяют, есть ли контакт между датчиком и управляющим блоком.
  3. Проверка напряжения двигателя: вольтметром замеряется напряжение при включении зажигания. Обычно оно 5 В.

Если датчик сломан, его отремонтировать не выйдет. Можно только почистить ДТВВ и его контакты, проверить проводку и заменить само устройство целиком.

Замена датчика температуры воздуха

Установка датчика температуры наружного воздуха не сложна.

Сначала нужно найти и купить датчик температуры соответствующей марки. После чего отсоединить и снять сломанный. Далее подключается новый датчик, и все собирается в обратной последовательности.

На первый взгляд, работа датчика температуры не видна, и его поломка может пройти незамеченной. Но не стоит недооценивать серьезность этого. Сначала увеличится расход топлива, а затем может испортиться и весь двигатель. Лучше следить за датчиком и проверять его работу хотя бы изредка.


Термостат / регулятор для любого бассейна

Устройство оборудовано термодатчиком с погрешностью всего в 0,1 градуса, что позволяет с высокой точностью поддерживать температуру воды. Кроме того, обладает рядом других полезных функций:

Если бассейн находится в закрытом помещении, термостат может быть использован не только с нагревателями воды, но и другим оборудованием нагрева и охлаждения. В этом заключается его уникальность.

• контрастный экран на электронных чернилах с RGB-подсветкой

• индикатор работы на RGB светодиоде

• модуль WI-FI для удаленного и локального управления

• три Soft-Touch кнопки для управления и настройки параметров

• кнопку сброса настроек на заводские установки

• встроенный высококачественный цифровой датчик температуры и влажности Texas Instruments

• клеммы для подключения питания, внешнего датчика температуры, исполнительных устройств.

 

Функции

Термостат NUT MicroART — это современное, многофункциональное устройство для управления температурой: 

• накопителей горячей воды
• теплых полов
• воздуха в помещениях 
• приточного воздуха в системах вентиляции
• бассейнов
• теплоносителя
• хладоносителя 

Для этой цели к термостату могут подключаться следующие исполнительные устройства: 

• электрические обогреватели любого типа
• электрические, газовые, жидкостные, твердотопливные котлы
• электрические кабели теплых полов
• нормально-открытые и нормально-закрытые термоэлектрические головки
• электрические приводы трехходовых клапанов (ПИ-регулирование)
• кондиционеры, управляемые сухим контактом, либо подачей сетевого напряжения
• двух- и четырехтрубные фанкойлы с DC-двигателями и управлением от сигнала 0-10В
• другие электрические устройства для управления, нагрева, охлаждения с управлением сухим контактом, либо подачей напряжения.  

КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ

1) Термостат

2) Монтажная панель для варианта накладного монтажа

3) Пластина-держатель термостата

4) Выносной датчик температуры

5) Инструкция

В нашем интернет магазине вы можете купить точный и многофункциональный цифровой терморегулятор для бассейна. Для совершения покупки оформляйте заказ прямо сейчас, и мы отправим термостат в любой регион и город России.

Устройство мониторинга УМ-30НЕО (УСПД) для объектов любого типа / АО «Связь инжиниринг М»

 

Устройство мониторинга УМ-30НЕО предназначено для коммерческого учёта и контроля над производством, распределением и потреблением энергоресурсов на промышленных и приравненных к ним предприятиях, в ЖКХ, и других организациях поставляющих и потребляющих энергоресурсы. Является средством измерения.

Устройство выполнено в пластмассовом корпусе. Простая система креплений корпуса позволяет устанавливать устройство автономно в помещениях на объекте и/или в шкафах (щитах) с дополнительным оборудованием. Установка и монтаж устройств на объекте могут осуществляться персоналом поставщика (ЗАО «Связь инжиниринг М») или покупателя, при условии соблюдения требований руководства по эксплуатации на данное устройство.

Устройство выпускается в двух исполнениях: УМ-30НЕО/48 и УМ-30НЕО/220.

Применение УМ-30НЕО в системах учёта энергоресурсов позволит качественно улучшить процедуры учёта энергоресурсов, что несомненно повысит эффективность работы служб эксплуатации объекта.

ФУНКЦИИ УМ-30НЕО
  • контроль состояния оборудования и условий эксплуатации удалённых объектов;
  • сбор информации с приборов учёта, имеющих импульсный телеметрический интерфейс;
  • сбор информации с приборов учёта, имеющих цифровой интерфейс;
  • передачу консолидированной информации по сети Ethernet или GSM на центральный пульт.

Перечисленные свойства позволяют принимать информацию со счётчиков энергоресурсов и контролировать состояние подключенных датчиков, в том числе датчиков температуры.

Информирование дежурного персонала о состоянии объекта, в том числе и аварийном, осуществляется на центральный пульт или SMS сообщениями на мобильные телефоны.

 

Модули расширения:

  • УМКД-10 — устройство мониторинга контактных датчиков.

    УМКД-10 — устройство мониторинга контактных датчиков. Устройство обеспечивает сбор и предварительную обработку информации с подключённых датчиков. Связь с Центральным пультом (ЦП) осуществляется по последовательному интерфейсу RS-485 или, при использовании других каналов передачи данных на ЦП, через устройства передачи данных производства ЗАО «Связь инжиниринг М». Устройство содержит 8 гальванически развязанных дискретных входов и 2 входа для подключения термодатчика ТДА-2 СВЮМ.405219.002.

  • УМВ-10 — устройство мониторинга ввода.

    УМВ-10 — устройство мониторинга ввода. Устройство обеспечивает измерение напряжения и частоты переменного тока на трехфазном сетевом вводе или автономном генераторе между нейтральным проводником и фазой. Связь с Центральным пультом осуществляется по последовательному интерфейсу RS-485 или, при использовании других каналов передачи данных на ЦП, через устройства передачи данных производства ЗАО «Связь инжиниринг М». Допускается измерение параметров однофазной сети переменного тока в трёх разных точках при условии общего нейтрального провода.

  • УБПД-20 — устройство беспроводной передачи данных.

    УБПД-20 — устройство беспроводной передачи данных. Устройство предназначено для работы в составе системы мониторинга производства ЗАО «Связь инжиниринг М». Изделие представляет собой приемно-передающее устройство, преобразующее сигналы стандартных последовательных интерфейсов CAN или RS-485 В радиочастотные посылки и обратно. Примечание: возможно перенаправление данных из одного последовательного интерфейса в другой, а также дублирование данных сразу по двум последовательным интерфейсам. Устройство обеспечивает передачу данных по беспроводному каналу связи в диапазоне частот 868 МГц.

    Конфигуратор УБПД-20

  • УКИМ-10 — устройство коммутации исполнительных механизмов.

    УКИМ-10 — устройство коммутации исполнительных механизмов. Устройство предназначено для работы в составе системы мониторинга производства ЗАО «Связь инжиниринг М». Устройство рассчитано на непрерывную работу. Устройство обеспечивает управление четырьмя релейными выходами, сбор информации от двух датчиков типа «сухой контакт» и от двух термодатчиков типа ТДА-2. Связь с Центральным пультом (ЦП) осуществляется по последовательному интерфейсу RS-485 или, при использовании других каналов передачи данных на ЦП, через устройства передачи данных производства ЗАО «Связь инжиниринг М».

  • УМТ-10 — устройство мониторинга температуры.

    УМТ-10 — устройство мониторинга температуры. Устройство предназначено для работы в составе системы мониторинга производства ЗАО «Связь инжиниринг М». Устройство рассчитано на непрерывную работу. Устройство обеспечивает сбор и предварительную обработку информации, поступающей с подключенных термодатчиков. Связь с Центральным пультом (ЦП) осуществляется по последовательному интерфейсу RS-485 или, при использовании других каналов передачи данных на ЦП, через устройства передачи данных производства ЗАО «Связь инжиниринг М».Устройство содержит 10 входов для подключения термодатчиков ТДА-2 СВЮМ.405219.002.

  • УМВН-20 — устройство мониторинга и выравнивания напряжений на элементах аккумуляторной батареи.

    УМВН-20 — устройство мониторинга и выравнивания напряжений на элементах аккумуляторной батареи. Устройство предназначено для работы в составе системы мониторинга производства ЗАО «Связь инжиниринг М» и рассчитано на непрерывную работу. Устройство обеспечивает мониторинг наличия внешней электросети, измерение напряжения на элементах аккумуляторной батареи, и в режиме поддерживающего заряда осуществляет адаптивное изменение токов, протекающих через аккумуляторы, для выравнивания напряжений на них. Устройство имеет исполнения для работы с аккумуляторами напряжением 2 В, 6 В, 12 В. Устройство обеспечивает измерение температуры при подключении к нему термодатчиков ТДА-2. Связь с Центральным пультом (ЦП) осуществляется по последовательному интерфейсу RS-485 или, при использовании других каналов передачи данных на ЦП, через устройства передачи данных производства ЗАО «Связь инжиниринг М».

  • УБП — блок питания универсальный.

    УБП48 — блок питания универсальный. Устройство предназначено для работы в составе системы мониторинга производства ЗАО «Связь инжиниринг М». Изделие обеспечивает гальванически развязанное преобразование напряжения 18В…75 В в 12 В или 9 В. Выходная мощность изделия не менее 10Вт. Устройство рассчитано на непрерывную работу.

  • УУОИП-10 — устройство управления оборудованием с инфракрасными датчиками (портами).

    УУОИП-10 устройство управления оборудованием с инфракрасными датчиками (портами). Устройство предназначено для работы в составе системы мониторинга производства ЗАО «Связь инжиниринг М». При использовании устройства вне системы мониторинга производства ЗАО «Связь инжиниринг М» требуется дополнительная настройка. Устройство рассчитано на непрерывную работу. Устройство обеспечивает воспроизведение команд инфракрасного (ИК) пульта дистанционного управления. Устройство обеспечивает сбор и предварительную обработку информации, поступающей с подключенных термодатчиков. Связь с Центральным пультом (ЦП) осуществляется по последовательному интерфейсу RS-485. Устройство содержит 4 входа для подключения термодатчиков ТДА-2 СВЮМ.405219.002.

  • УМТГ-10 — устройство мониторинга токов групп АКБ.

    УМТГ-10 — устройство мониторинга токов групп АКБ. Устройство предназначено для работы в составе системы мониторинга производства ЗАО «Связь инжиниринг М» и рассчитано на непрерывную работу. Связь с Центральным пультом (далее ЦП) осуществляется по последовательному интерфейсу RS-485 или, при использовании других каналов передачи данных на ЦП, через устройства передачи данных производства ЗАО «Связь инжиниринг М». Устройство включается в разрыв в цепи заряда/разряда АКБ. Измерение тока, протекающего через каждую группу аккумуляторов, производится при помощи шунтов в составе самого устройства. Устройство обеспечивает измерение токов заряда/разряда аккумуляторов, соединенных в группу (батарею), предусмотрена возможность подключения одной или двух групп аккумуляторов. Устройство обеспечивает вывод информации о режиме работы аккумуляторов (заряд или разряд) на мокрый контакт с оптической развязкой. Возможна установка устройства на кабели питания АКБ.

  • ТДА — термодатчик.

    ТДА 2 — термодатчик. Устройство — термодатчик на основе кремниевого терморезистора. Температурный диапазон — °С -55…+150; точность — °С ±1,3; скорость срабатывания, с, не более — 2; величина сопротивления при 25 °C, Ом — 2000.

Технические характеристики оборудования

Номинальное напряжение, В — УМ-30НЕО/4848 (от 18 до 75)
Номинальное напряжение, В — УМ-30НЕО/220220 (-15%;+10%)
Потребляемая мощность, В*А (Вт), не более15
Каналы передачи данныхEthernet, GSM/GPRS
ИнтерфейсыRS-485, RS-232, CAN
Диапазон рабочих температур, °Сот -20 °С до +55 °С
Степень защитыIP 40
Вес1,0 кг
Габариты222,3х159,5х66
Средняя наработка на отказ, не менее, час120000
Средний срок службы, лет20

Документация

Обзор датчиков температуры — NI

Используйте следующие характеристики, чтобы определить возможности и производительность вашего датчика температуры. Они применимы ко всем типам датчиков температуры, но с некоторыми оговорками и угловыми случаями. Выбирая датчик, осознайте влияние каждой характеристики на ваши измерения и обязательно выберите датчик, который точно соответствует требованиям вашего проекта.

Диапазон температур

Температурный диапазон датчика определяет температуры, при которых датчик рассчитан на безопасную работу и обеспечивает точные измерения.Каждый тип термопары имеет определенный температурный диапазон, основанный на свойствах металлов, используемых при создании этой термопары. ТС предлагают меньший температурный диапазон в обмен на лучшую линейность и точность, а термисторы обеспечивают самые низкие диапазоны температур, но превосходную чувствительность. Понимание всего диапазона температур, в которых вы можете подвергнуть датчик, может помочь предотвратить повреждение датчика и обеспечить более точные измерения.

Линейность

Идеальный датчик должен иметь абсолютно линейный отклик: единичное изменение температуры приведет к единичному изменению выходного напряжения во всем температурном диапазоне сенсора.В действительности, однако, ни один датчик не является идеально линейным. Рисунок 1 дает представление о зависимости температуры от напряжения трех датчиков, исследуемых в этом техническом документе.

Рисунок 1: Отклик датчиков температуры и выходного сигнала

Чувствительность

Чувствительность данного датчика показывает процентное изменение измеряемого выходного сигнала при заданном изменении температуры. Более чувствительный датчик, такой как термистор, может легче обнаруживать небольшие изменения температуры, чем менее чувствительный датчик, такой как термопара.Однако эта чувствительность достигается за счет линейности. Это может быть важным фактором при выборе идеального датчика для измеряемых температур. Если вы намереваетесь фиксировать изменения долей градуса в небольшом диапазоне температур, более идеальным вариантом будет термистор или RTD. Для регистрации более значительных изменений температуры в более широком диапазоне температур может быть достаточно термопары. Рисунок 2 дает относительное представление о напряжении.

Рисунок 2: Чувствительность различных типов датчиков температуры.

Время отклика

Время отклика — это время, необходимое датчику для реакции на изменение температуры. Многие факторы могут вызвать увеличение или уменьшение времени отклика. Например, более крупный RTD или термистор имеет более медленное время отклика, чем меньший. В обмен на этот недостаток и более низкое тепловое шунтирование, более крупный резистивный датчик температуры или термистор менее подвержен ошибкам самонагрева. Точно так же незаземленные переходы термопар обеспечивают более медленное время отклика в обмен на электрическую изоляцию.На рисунке 3 показана относительная разница во времени отклика для незаземленных и заземленных термопар.

Рисунок 3: Время отклика заземленных и незаземленных термопар

Стабильность

Стабильность датчика температуры является показателем его способности поддерживать постоянный выходной сигнал при заданной температуре. Материал играет ключевую роль в стабильности данного датчика. По этой причине RTD часто изготавливают из платины, а также для обеспечения низкой реактивности.Однако подложка, к которой прикреплена платина, может деформироваться при длительном воздействии высоких температур, что может вызвать дополнительную и неожиданную деформацию, которая приведет к изменению измеренного сопротивления.

Точность

Как и в случае с любым другим измерительным приложением, понимание требований к точности имеет решающее значение для обеспечения надежных результатов. Выбор вашего датчика и измерительного оборудования играет важную роль в абсолютной точности измерения, но более мелкие детали, такие как кабели, относительная близость к другому оборудованию, экранирование, заземление и т. Д., Также могут влиять на точность.При выборе датчика обратите внимание на указанные допуски и любые факторы, которые могут повлиять на эти характеристики (например, длительное воздействие высоких температур). Также будьте осторожны, выбирая датчик и измерительное устройство с аналогичной точностью. ТС с жестким допуском обходится дороже, но вы не сможете добиться дополнительной точности, если используете низкокачественное измерительное устройство.

Прочность

Чтобы ваши датчики температуры оставались работоспособными на протяжении всего приложения, вам необходимо понимать среду, в которой вы их развертываете.Некоторые датчики (например, термопары) более долговечны из-за своей конструкции. Однако металлы, выбранные для конкретной термопары, обладают разной устойчивостью к коррозии. Кроме того, датчик, заключенный в изолирующий минерал и защитную металлическую оболочку, более устойчив к износу и коррозии с течением времени, но он стоит дороже и обеспечивает меньшую чувствительность. Следует также отметить, что различные конфигурации датчиков могут иметь особые требования к монтажу для обеспечения надежного физического и теплового соединения.

Стоимость

Как и в любом другом аспекте проекта, стоимость может быть ключевым ограничивающим фактором. Например, в приложениях с большим количеством каналов преимущества линейности RTD могут быть перевешены относительным увеличением стоимости по сравнению с термопарами. Вы также должны учитывать добавленную стоимость проводки, монтажа и кондиционирования сигнала при рассмотрении общей стоимости системы.

Требования к условию сигнала

Для каждого типа датчика температуры требуется определенный уровень обработки сигнала для адекватного сбора и оцифровки измеренного сигнала для обработки.Выбранное вами измерительное оборудование может быть столь же важным для обеспечения точных измерений, как и датчик, и может смягчить или усугубить недостатки каждого типа датчика. Эти функции преобразования сигнала включают следующее:

  • Усиление
  • Компенсация холодного спая (только термопары)
  • Фильтрация
  • Возбуждение (только RTD и термисторы)
  • Корректировка ошибки смещения
  • Масштабирование до единиц температуры
  • Коррекция сопротивления свинца
  • Межканальная изоляция
  • Обнаружение обрыва термопары (только термопары)

10 лучших датчиков температуры

Определение и контроль интенсивности тепла, присутствующего в веществе или объекте, является фундаментальной функцией почти каждого электронного приложения.Датчик температуры — это устройство, используемое для измерения количества тепловой энергии, выделяемой объектом или системой. Эти устройства обычно реализуются в виде резистивных датчиков температуры (RTD), термопар или термисторов. При выборе датчика температуры проектировщики должны учитывать измеряемое устройство, диапазон температур, точность, время отклика, стабильность и чувствительность.

Среди наиболее популярных датчиков температуры на SnapEDA большинство — это термопары и термисторы, которые имеют диапазон рабочих температур от –40 ° C до 125 ° C, высокую точность и работу при низком напряжении, низкий самонагрев и большие емкостные нагрузки.Некоторые из них представляют собой встроенные цифровые или аналоговые датчики температуры — микросхемы датчиков температуры — которые могут работать в диапазоне температур от -55 ° C до + 150 ° C, а некоторые даже объединяют аналоговую чувствительную схему с цифровым входом / выходом и имеют два проводной цифровой интерфейс.

Давайте взглянем на 10 лучших датчиков температуры на SnapEDA!

Примечание: эти данные были собраны с помощью аналитики SnapEDA путем просмотра загрузок из библиотеки моделей деталей (символы, контуры и 3D-модели).Ежегодно в SnapEDA оцениваются миллионы деталей, однако, если детали нет в нашей базе данных, она не будет отображаться в этом списке. Мы постоянно увеличиваем охват и периодически обновляем этот список!

# 10-TMP275AIDGKT от Texas Instruments

TMP275AIDGKT обеспечивает измерение температуры от –40 ° C до 125 ° C с точностью ± 0,5 ° C от –20 ° C до 100 ° C, доступный в корпусах SOIC-8 и VSSOP-8.

Средняя цена у дистрибьюторов на момент публикации: $ 1.85 долларов США

Загрузить символ и посадочное место на SnapEDA (Eagle, Altium, OrCAD, Allegro, KiCad, PADS)

# 9-LMT70YFQT от Texas Instruments

LMT70YFQT обеспечивает измерение температуры от -55 ° C до 150 ° C, точность ± 0,36 ° C от -55 ° C до 150 ° C, корпус WLCSP (DSBGA) с 4 выступами.

Средняя цена у дистрибьюторов на момент публикации: 1,57 доллара США

Загрузить символ и посадочное место на SnapEDA (Eagle, Altium, OrCAD, Allegro, KiCad, PADS)

# 8-MCP9700A-E / TO от Microchip

MCP9700A-E / TO обеспечивает измерение температуры от -40 ° C до + 125 ° C, точность ± 2 ° C от 0 ° C до + 70 ° C, доступно в TO-92-3, SC70-5, SOT- 23-3 упаковки.

Средняя цена у дистрибьюторов на момент публикации: 0,27 доллара США

Загрузить символ и посадочное место на SnapEDA (Eagle, Altium, OrCAD, Allegro, KiCad, PADS)

# 7-B57321V2103J60 от EPCOS

B57321V2103J60 обеспечивает измерение температур от -55 ° C до + 125 ° C, сопротивление 10 кОм ± 0,5%, 2-контактный корпус 0603 и 0805 для поверхностного монтажа.

Средняя цена у дистрибьюторов на момент публикации: 0 $.18 долларов США

Загрузить символ и посадочное место на SnapEDA (Eagle, Altium, OrCAD, Allegro, KiCad, PADS)

# 6-LM334Z от Texas Instruments

LM334Z обеспечивает измерение температуры от 0 ° C до + 70 ° C с начальной точностью ± 3%, доступен в корпусе TO-92.

Средняя цена у дистрибьюторов на момент публикации: 0,53 доллара США

Загрузить символ и посадочное место на SnapEDA (Eagle, Altium, OrCAD, Allegro, KiCad, PADS)

# 5-NCP18WF104J03RB, автор — Murata

NCP18WF104J03RB обеспечивает измерение температуры от -40 ° C до + 125 ° C, сопротивление 100 кОм ± 0.5% (25 ° C), 2-контактный корпус 0603 для поверхностного монтажа.

Средняя цена у дистрибьюторов на момент публикации: 0,09 доллара США

Загрузить символ и посадочное место на SnapEDA (Eagle, Altium, OrCAD, Allegro, KiCad, PADS)

# 4-MAX6675ISA + от Maxim Integrated

MAX6675ISA + разрешает температуру до 0,25 ° C, позволяет показания до + 1024 ° C, 12-битный, разрешение 0,25 ° C, доступен в 8-выводном корпусе SO.

Средняя цена у дистрибьюторов на момент публикации: 10 долларов США.50 долларов США

Загрузить символ и посадочное место на SnapEDA (Eagle, Altium, OrCAD, Allegro, KiCad, PADS)

# 3-MCP9700T-E / TT от Microchip

MCP9700T-E / TT обеспечивает измерение температуры от -40 ° C до + 125 ° C, точность ± 4 ° C от 0 ° C до + 70 ° C, доступно в SC70-5, SOT-23-3, TO- 92-3 упаковки

Средняя цена у дистрибьюторов на момент публикации: 0,21 доллара США

Загрузить символ и посадочное место на SnapEDA (Eagle, Altium, OrCAD, Allegro, KiCad, PADS)

# 2-TMP36GT9Z от Analog Devices

TMP36GT9Z обеспечивает измерение температуры от -40 ° C до + 125 ° C, точность ± 2 ° C в диапазоне от -40 ° C до + 125 ° C, доступен в корпусах TO-92-3, SOIC_8 и SOT-23-5. .

Средняя цена у дистрибьюторов на момент публикации: 0,97 доллара США

Загрузить символ и посадочное место на SnapEDA (Eagle, Altium, OrCAD, Allegro, KiCad, PADS)

А верхний датчик температуры на SnapEDA…

# 1-DS18B20 + от Maxim Integrated

DS18B20 обеспечивает измерение температуры от -55 ° C до + 125 ° C, точность ± 0,5 ° C от -10 ° C до + 85 ° C, 9-12 бит, доступно в 8-контактном SO, 8-контактном µSOP, и 3-контактный корпус TO-92

Средняя цена у дистрибьюторов на момент публикации: 3 доллара.36 долларов США

Загрузить символ и посадочное место на SnapEDA (Eagle, Altium, OrCAD, Allegro, KiCad, PADS)

Создавайте электронные устройства в мгновение ока. Начать сейчас.

Выбор подходящего датчика температуры для вашего оборудования • Temp-Pro

Понимание типов датчиков, их применения, среды, в которой они работают, и параметров, которые они измеряют, являются ключевыми элементами эффективного измерения температуры

Промышленное измерение температуры — это не прогулка по парку.Дело в том, что это высокочувствительный тип приложения, требующий не только опыта и знаний в области термодинамики, но и материалов, которые используются в каждом типе, и их реакции в окружающей среде, в которой они измеряют температуру.

Имея это в виду, мы хотим использовать простой язык, чтобы научить вас, как мы можем лучше удовлетворить ваши потребности. В конце концов, Temp-Pro — это бизнес, основанный на успехе бесчисленного количества клиентов и OEM-производителей, которые доверяют нашему опыту в области промышленного измерения температуры.И именно благодаря нашим индивидуальным решениям мы обеспечиваем точность и аккуратность для клиентов из самых разных отраслей.

Датчики температуры обычно делятся на три типа: датчики температуры сопротивления (RTD), термопары и термисторы. Каждый из них имеет различный диапазон применений и, следовательно, служит разным промышленным целям. Вот краткое руководство по их природе и применению:

RTD — Датчик температуры сопротивления работает, измеряя, как резистор, сделанный из металла, реагирует на изменение температуры — действие, которое можно измерить, чтобы получить показание температуры.Понимание взаимосвязи между этим металлом — , таким как платина, никель или медь — позволяет измерить его сопротивление и соответствующее линейное считывание температуры. Температурный диапазон для RTD обычно составляет от минимум -200 ° C до максимум 650 ° C. Стоимость изготовления RTD, как правило, выше, учитывая их сложность и способность измерять более широкий диапазон температур.

Термопары — Эти устройства измерения температуры используют эффект Пельтье, который представляет собой выработку электрического напряжения в качестве реакции на тепло или холод.В этих устройствах используются два разных металла, которые вызывают такую ​​электрическую реакцию, и в зависимости от типа металла они могут измерять определенный диапазон температур тепла и холода. Поэтому по конструкции термопары эффективны при измерении температуры с большей скоростью, чем другие типы термометров. Диапазон температур для термопары обычно составляет от минимум 200 ° C до максимум 1750 ° C. Стоимость изготовления термопары относительно невысока по сравнению с RTD.

Термистор — Другой тип резистивного термометра — это термистор, который используется для регулирования температуры — либо как отрицательный температурный коэффициент (NTC), либо как положительный температурный коэффициент (PTC).Хотя термисторы ограничены более низкими диапазонами температур, они очень эффективны при очень малых изменениях температуры устройства или промышленной среды. Калибровка термистора NTC или PTC позволяет проводить точные измерения с приложениями, выходящими за рамки других типов промышленных датчиков температуры. Температурный диапазон термистора обычно составляет от минимум -100 ° C до максимум 325 ° C. Кроме того, считается, что стоимость производства термистора находится на нижней стороне шкалы затрат.

Еще раз, применение любого из них — или их комбинации — определяется окружающей средой, диапазоном температур, который клиент пытается измерить, и другими факторами, которые могут быть лучше всего проанализированы, если вы проконсультируетесь с одним из опытных промышленных специалистов Temp-Pro. специалисты по термометрам. Мы производим эти устройства для измерения температуры в течение нескольких десятилетий, и наша компания обладает опытом и знаниями, чтобы подобрать лучшее устройство для приложения.

Свяжитесь с Temp-Pro сегодня, чтобы запланировать беседу или поделиться своими текущими характеристиками и приложениями.Наша команда будет рада помочь вам понять, как достичь ваших целей в области промышленного измерения температуры.

Смысл измерения температуры

Основы измерения температуры

Советы от Omega Engineering Inc., Стэмфорд, Конн.

Температуру можно измерить с помощью разнообразных датчиков, каждый из которых определяет температуру, регистрируя некоторые изменения физических характеристик. Шесть типов, с которыми могут столкнуться инженеры, включают термопары, резистивные температурные устройства (RTD и термисторы), инфракрасные излучатели, биметаллические устройства, устройства расширения жидкости и устройства изменения состояния.Здесь мы кратко определим каждый тип:

Датчики измерения температуры термопары

Термопары состоят из двух лент или проводов, изготовленных из разных металлов и соединенных одним концом. Изменения температуры в этом соединении вызывают изменение электродвижущей силы (ЭДС) между другими концами. С повышением температуры выходная ЭДС термопары возрастает, хотя и не обязательно линейно.

Терморезистивные устройства (RTD)

Терморезистивные устройства основаны на том факте, что электрическое сопротивление материалов изменяется в зависимости от температуры.Двумя основными типами являются металлические устройства (обычно называемые RTD) и термисторы. Как следует из названия, резистивные датчики температуры зависят от изменения сопротивления металла, причем сопротивление возрастает более или менее линейно с температурой. Термисторы основаны на изменении сопротивления керамического полупроводника; сопротивление нелинейно падает с ростом температуры.

Инфракрасные устройства

Инфракрасные датчики — это бесконтактные устройства. Они определяют температуру, измеряя тепловое излучение, испускаемое материалом.

Биметаллические устройства

Биметаллические устройства используют разницу в скорости теплового расширения между разными металлами. Полоски из двух металлов склеиваются между собой. При нагревании одна сторона расширяется больше, чем другая, и результирующий изгиб преобразуется в показания температуры посредством механической связи с указателем. Эти устройства портативны и не требуют источника питания, но обычно они не так точны, как термопары или RTD, и с трудом поддаются регистрации температуры.

Устройства расширения жидкости

Устройства для расширения жидкости, например бытовой термометр, обычно бывают двух типов — ртутные или органические жидкости. Также доступны версии, использующие газ вместо жидкости. Ртуть считается опасным для окружающей среды, поэтому существуют правила, регулирующие транспортировку устройств, которые ее содержат. Датчики расширения жидкости не требуют электроэнергии, не представляют опасности взрыва и стабильны даже после многократных циклов. С другой стороны, они не генерируют данные, которые легко записываются или передаются, и они не могут выполнять точечные или точечные измерения.

Устройства смены состояния

Датчики температуры изменения состояния состоят из этикеток, таблеток, мелков, лаков или жидких кристаллов, внешний вид которых изменяется при достижении определенной температуры. Их используют, например, с конденсатоотводчиками; когда ловушка превышает определенную температуру, белая точка на этикетке датчика, прикрепленной к ловушке, становится черной. Время отклика обычно составляет минуты, поэтому эти устройства часто не реагируют на переходные изменения температуры, а точность ниже, чем у других типов датчиков.Кроме того, изменение состояния необратимо, за исключением жидкокристаллических дисплеев. Даже в этом случае датчики изменения состояния могут быть удобны, когда нужно подтвердить, что температура единицы оборудования или материала не превысила определенный уровень, например, по техническим или юридическим причинам во время отгрузки продукта.

Инфракрасные зонды

Одним из наиболее эффективных методов бесконтактных высокотемпературных измерений в промышленных приложениях является использование оптоволоконного инфракрасного сенсорного устройства.Обычно он состоит из узла линзового зонда , который направлен на объект, который нужно измерить, и оптоволоконного соединительного кабеля , подключенного к электронному блоку и передатчику, который выполняет измерение температуры и преобразует его в полезный выходной сигнал. Давайте рассмотрим каждый из этих компонентов:

Зонд в сборе состоит из корпуса, специально разработанного для условий, которым он будет подвергаться, линзы или оптического стержня для сбора инфракрасного излучения от цели и оптоволоконного интерфейса для подключения к оптоволоконному кабелю.Зонд обычно помещают в пределах нескольких дюймов от измеряемого объекта. Из-за этого конструкция узла зонда может сильно различаться. Для измерений на открытом воздухе это может быть простой металлический цилиндр. Однако эти устройства нередко используются в очень суровых условиях, таких как высокотемпературные камеры, в вакууме, в агрессивной атмосфере или погруженные в расплавленный пластик. Для этих приложений требуются специальные зонды с резьбовыми корпусами, керамической или другой прочной конструкцией, не стеклянные линзы и даже стеклянные или кварцевые оптические стержни (наконечники).

Волоконно-оптический соединительный кабель действует как волновод, подводящий излучение к узлу инфракрасного детектора в корпусе электроники. Качество волоконно-оптических интерфейсов на каждом конце имеет решающее значение для общей точности и повторяемости системы. Поскольку сигнал передается оптически, он невосприимчив к часто значительным электрическим и магнитным помехам, которые встречаются в промышленных условиях.

Электронный блок выполняет работу по преобразованию инфракрасного излучения, доставляемого оптоволоконным кабелем, в показания температуры или сигнал, пропорциональный температуре.Он может включать такие усовершенствования, как сигнализация высокой и низкой температуры, различные варианты вывода и даже подключение к компьютерному интерфейсу.

Приложения для бесконтактного измерения температуры

Хотя термопары являются наиболее распространенными приборами для измерения температуры при управлении технологическими процессами, они имеют ограничения. Они должны контактировать с измеряемым объектом, иметь медленное время отклика и подвержены электрическим и магнитным помехам. Волоконно-оптические инфракрасные передатчики преодолевают эти проблемы, но обычно ограничиваются считыванием температур выше 100 ° C.Почему? Волоконно-оптический кабель не может передавать инфракрасную энергию ниже определенной длины волны; это зависит от поперечного сечения волоконно-оптических жил и их оптических свойств. Ниже приведены некоторые типичные приложения:

Процессы отжига

Критическую температуру поверхности металла можно контролировать непосредственно, пока он находится внутри печи, а не косвенно, измеряя температуру окружающей среды в печи.

Индукционный нагрев металла

Используемое сильное радиочастотное поле может нагревать обычные нагревательные устройства и создавать помехи для их электроники; волоконная оптика невосприимчива к радиочастотным полям.

Экструзия пластмасс и литье под давлением

Точный контроль температуры расплава важен для образования полимера. Считывание через инфракрасный порт устраняет ошибки, которые типичны для устройств на основе термопар, погруженных в поток пластика.

Контроль температуры сверл

Для высокоскоростного сверления печатных плат износ может быть определен путем оптического контроля температуры сверла.

Легирование, осаждение или распыление полупроводников

Поскольку эти процессы обычно выполняются в вакууме или контролируемой газовой атмосфере с использованием индукционного нагрева, обычные устройства для измерения температуры не могут использоваться.

Любое высокотемпературное приложение , в котором прямое измерение температуры детали имеет решающее значение для успеха, является хорошим кандидатом для бесконтактного измерения температуры.

Авторские права Omega Engineering Inc. Все права защищены. Воспроизведено с разрешения Omega Engineering Inc., Стэмфорд, Коннектикут 06907, США. www.omega.com.

Демистификация термометрии сопротивления

Советы Минко, Миннеаполис

Понимание термометрии сопротивления помогает инженерам получать точные показания с двух типов устройств, использующих эту технологию.

Термометры сопротивления

Эти термометры состоят из металлического элемента, сопротивление которого увеличивается с температурой. Преимущества включают точность и стабильность. Их конструкции варьируются от термометров со спиральной обмоткой для лабораторного использования до промышленных термометров, приспособленных к контролируемым поверхностям.

Термометры сопротивления иногда называют RTD (датчики температуры сопротивления), PRT (платиновые термометры сопротивления) или SPRT (стандартные платиновые термометры сопротивления).Эти термометры работают по принципу изменения электрического сопротивления чистых металлических элементов в зависимости от температуры. Традиционный чувствительный элемент состоит из проволочной катушки малого диаметра, намотанной с точным сопротивлением. Наиболее распространенным материалом является платина, хотя никель, медь и никель-железные сплавы используются во многих областях.

Более поздняя альтернатива РДТ с проволочной обмоткой представляет собой тонкую пленку платины, которая наносится на керамическую подложку и обрезается до желаемого сопротивления.Тонкопленочные элементы достигают высокого сопротивления с меньшим количеством металла, что снижает стоимость.

Термометры сопротивления

обладают наибольшими преимуществами по сравнению с другими типами термометров в следующих ситуациях:

  • Точность и стабильность — главные цели приложения

  • Точность должна распространяться в широком диапазоне температур

  • Зондирование по площади, а не по точке улучшает контроль

  • Желательна высокая степень стандартизации

Термисторы сопротивления

Эти термисторы состоят из полупроводникового материала, сопротивление которого уменьшается с увеличением температуры.Ключевые преимущества термисторов — это измерения с высоким разрешением в ограниченных диапазонах и низкая стоимость. Вместо того, чтобы отслеживать сопротивление в металлах, термисторы отслеживают его в полупроводниках. Основной материал представляет собой смесь оксидов металлов, спрессованных в шарик, стержень, диск, пластину или другую форму. Бусина с заделанными проволочными выводами спекается при высоких температурах и часто покрывается эпоксидной смолой или стеклом. Бусины могут быть довольно маленькими, в некоторых случаях до 0,01 дюйма в диаметре.

Конструкция, конструкция и характеристики термисторов сильно различаются в зависимости от производителя.

Типичные свойства термисторов следующие:

  1. Термисторы показывают очень большие изменения сопротивления, но обычно в направлении, противоположном термометрам сопротивления; сопротивление падает при повышении температуры. Это называется отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (NTC).

  2. Базовое сопротивление, обычно указываемое при 25 ° C, находится в диапазоне от тысяч до миллионов Ом. Чувствительность термистора превосходит чувствительность термометров сопротивления.

  3. Кривые сопротивления / температуры сильно отклоняются от линейности, за исключением узких диапазонов.

  4. Термисторы имеют тенденцию к дрейфу больше, чем термометры сопротивления, хотя со временем они стабилизируются.

  5. Температурные диапазоны умеренные, с общим верхним пределом 300 ° C.

Сочетание нелинейности, высокой чувствительности и нестабильности обычно ограничивает возможности термисторов для измерений с высоким разрешением в ограниченных диапазонах.Классический пример — медицинская термометрия. Врачей интересует только небольшой диапазон около 98,6 ° F, и термисторы могут быть выбраны для обеспечения большого, довольно линейного сигнала в этой области. Калибровка по одной точке проста и достаточна.

Некоторые производители термисторов предлагают специальные модели с такими характеристиками:

  • Модели с положительным температурным коэффициентом (PTC), которые используются больше для ограничения тока в электронных схемах, чем для измерения температуры; по мере увеличения тока через шарик самонагревание резко увеличивает сопротивление, дросселируя ток.

  • Термисторы, которые можно заменить в указанном диапазоне.

  • Линеаризованные термисторы или наборы термисторов, обеспечивающие линейный выходной сигнал в ограниченном диапазоне.

  • Термисторы со специальным старением, покрытые стеклом, которые сохраняют высокую стабильность при умеренных температурах, например, ± 0,005 ° C в год между 0 и 100 ° C.

Как правило, термистор действует как отдельный — измерительное устройство целевого назначения.Разработчик должен связать температурные диапазоны, характеристики сопротивления / температуры и выходные цепи для каждого приложения. Награда: высокое разрешение и точность от относительно недорогой системы. Термисторы дают наибольшее преимущество, когда:

  • Приложение требует высокого разрешения в узком диапазоне

  • Зонды одноразовые или требуют частой и простой повторной калибровки

  • Низкая стоимость является основным соображением

  • Приложение является OEM-устройством, произведенным в достаточном объеме для обоснования конструкции специальных цепей линеаризации

  • Точечное зондирование или миниатюризация предпочтительнее для приложения

Превосходная чувствительность и стабильность термометров сопротивления и термисторов по сравнению с термопарами дает им важные преимущества при низких и промежуточных температурах диапазоны.Кроме того, резистивные устройства часто упрощают управляющую и считывающую электронику.

Термометры сопротивления

предназначены в первую очередь для обеспечения точности и стабильности от криогенных уровней до температур плавления металлов. Они точны в широком диапазоне температур, могут использоваться для измерения температуры на большой площади и строго стандартизированы.

Хотя термисторы обычно менее стабильны, чем термометры сопротивления, они предлагают более низкую стоимость и более высокую чувствительность в ограниченных диапазонах. Они также относительно малы и подходят для оборудования, в котором количество использований оправдывает создание специальных схем считывания.

Наконец, существует множество конструкций термисторов, поэтому их можно выбрать для защиты от электрических шумов, вибрации, самонагрева, сопротивления выводов и экстремальных температур, выходящих за пределы допустимого диапазона.
Информация предоставлена ​​Minco, www.minco.com

Несколько часто задаваемых вопросов о измерении температуры

В: Как выбрать термопары, резистивные датчики температуры (RTD), термисторы и инфракрасные устройства при измерении температуры?

A: Учитывайте характеристики и стоимость различных датчиков, а также доступное оборудование.Вдобавок: термопары, как правило, могут измерять температуру в широком диапазоне температур, недорого и очень надежны, но не так точны и стабильны, как термометры сопротивления и термисторы. Напротив, RTD стабильны и имеют довольно широкий диапазон температур, но не так прочны и недороги, как термопары. Поскольку для измерений в них используется электрический ток, RTD могут иметь неточности из-за самонагрева.

Термисторы

имеют тенденцию быть более точными, чем RTD или термопары, но они имеют гораздо более ограниченный диапазон температур.Они также подвержены самонагреванию.

Инфракрасные датчики

могут использоваться для измерения температур выше, чем любые другие устройства, и делать это без прямого контакта с измеряемыми поверхностями. Используя оптоволоконные кабели, они могут измерять поверхности, находящиеся вне прямой видимости. Однако они, как правило, не так точны и чувствительны к эффективности излучения поверхности, точнее, коэффициенту излучения поверхности.

В: Какие два момента чаще всего игнорируются при выборе инфракрасного устройства для измерения температуры?

A: Измеряемая поверхность должна заполнять поле зрения, и необходимо учитывать коэффициент излучения поверхности.

В: Как лучше всего решить проблемы с электрическими шумами?

A: Используйте малошумящие экранированные провода, разъемы и пробники. Используйте инструменты и разъемы, подавляющие электромагнитные помехи и радиочастотное излучение. Рассмотрите возможность использования передатчиков аналоговых сигналов, особенно передатчиков тока. Наконец, оцените возможность использования оцифрованных сигналов.

В: Могу ли я измерить температуру, если деталь движется?

А: Да. Используйте инфракрасные устройства или датчики прямого контакта, а также контактное кольцо в сборе.

Информация предоставлена ​​Omega Engineering Inc., www.omega.com

Регистраторы данных отслеживают паранормальную активность

В последние годы возрос интерес к охоте за привидениями. Телевизионные шоу, такие как « Охотники за привидениями», «Самые призрачные » и « Паранормальное государство », заинтриговали многих зрителей, и любопытство к оборудованию, используемому в этих программах, возросло. Confidential Paranormal Investigators (CPI), команда охотников за привидениями из Висконсина, является лишь одним примером исследователей паранормальных явлений, использующих современные технологии для документирования и опровержения паранормальной активности.Чтобы обеспечить целостность своих исследований, команда CPI полагается на различные инструменты, включая регистраторы данных температуры, которые используются для отслеживания колебаний температуры во время расследования.

Уолт Бейкер — технический менеджер и основатель CPI: «Когда дело доходит до расследования паранормальных явлений, мы не знаем, что мы ищем, поэтому мы используем ряд инструментов для получения исходных данных об окружающей среде. Мы используем технологии, чтобы предоставить нам доказательства, которые могут подтвердить или развенчать любой паранормальный опыт.”

Во время исследований Бейкер и его команда используют регистраторы данных HOBO от Onset Computer Corp., Борн, Массачусетс. Регистраторы устанавливаются на разной высоте для обнаружения любых колебаний температуры.

«Бесконтактные инфракрасные термометры используются для определения базовых температур наряду с естественными объяснениями температурных различий, например, сквозняком», — говорит Бейкер. «Однако термометры бесполезны для определения столбцов с разной температурой, таких как холодное пятно. Для этого мы используем регистраторы данных для измерения и записи температуры окружающей среды.”

Во время расследования каждый логгер измеряет температуру каждую секунду. «Регистраторы дают нам дату и время», — объясняет Бейкер. «Если у кого-то из нашей команды есть личный опыт, или если есть всплеск на измерителе электромагнитного поля (ЭМП), мы возвращаемся и проверяем набор данных в это конкретное время, чтобы увидеть, действительно ли было изменение температуры во время мероприятия, а затем решите, есть ли корреляция ».

После исследования собранные данные загружаются на ПК и анализируются с помощью программного обеспечения для построения графиков и анализа HOBOware Pro от Onset.Программное обеспечение включает в себя функции простого запуска и считывания данных, мощные возможности построения графиков данных и интуитивно понятный графический интерфейс пользователя.

Бейкер подчеркивает важность подтверждения паранормальной активности данными об окружающей среде. «Во-первых, мы смотрим на собранные нами данные, чтобы увидеть, не выделяется ли что-нибудь существенное», — заявляет он. «Например, во время одного расследования мы засняли объект на видео; позже мы исследовали одновременные всплески ЭДС и изменения температуры ».

По словам Бейкера, видеозапись показала, что скорость одного объекта, захваченного на пленку, составляет 60 миль в час.«После просмотра видео мы смогли удалить такие объекты, как жуки и пыль», — говорит он. «Это открытие было еще более интересным, потому что всплеск поля ЭДС не сопровождался колебаниями температуры».

Бейкер заключает: «Нет измерителя призраков. Мы используем это оборудование для сопоставления зарегистрированной информации с другими методами ».

Информация предоставлена ​​корпорацией Onset Computer Corp., www.onsetcomp.com.

Типы датчиков температуры и принципы их работы

Температура — это наиболее часто измеряемая величина окружающей среды.Этого можно было ожидать, поскольку большинство физических, электронных, химических, механических и биологических систем подвержены влиянию температуры. Определенные химические реакции, биологические процессы и даже электронные схемы лучше всего работают в ограниченном диапазоне температур. Температура — одна из наиболее часто измеряемых переменных, поэтому неудивительно, что существует множество способов ее измерения. Измерение температуры может осуществляться либо посредством прямого контакта с источником тепла, либо дистанционно, без прямого контакта с источником, используя вместо этого излучаемую энергию.Сегодня на рынке представлен широкий спектр датчиков температуры, включая термопары, датчики температуры сопротивления (RTD), термисторы, инфракрасные и полупроводниковые датчики.

5 типов датчиков температуры

  • Термопара : это тип датчика температуры, который изготавливается путем соединения двух разнородных металлов на одном конце. Присоединенный конец называется ГОРЯЧИМ СОЕДИНЕНИЕМ. Другой конец этих разнородных металлов называется ХОЛОДНЫЙ КОНЕЦ или ХОЛОДНЫЙ СПАС.Холодный спай образуется в последней точке материала термопары. Если есть разница в температуре между горячим и холодным спаями, создается небольшое напряжение. Это напряжение называется ЭДС (электродвижущая сила), и его можно измерить и, в свою очередь, использовать для обозначения температуры.
Термопара
  • RTD — это датчик температуры, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Обычно RTD изготавливаются из платины, хотя устройства из никеля или меди не редкость, они могут принимать различные формы, например, проволочную намотку или тонкую пленку.Чтобы измерить сопротивление RTD, подайте постоянный ток, измерьте результирующее напряжение и определите сопротивление RTD. RTD демонстрируют довольно линейное сопротивление температурным кривым в их рабочих областях, и любая нелинейность очень предсказуема и воспроизводима. В оценочной плате PT100 RTD используется RTD для поверхностного монтажа для измерения температуры. Внешний 2-, 3- или 4-проводный датчик PT100 также может использоваться для измерения температуры в удаленных районах. Для смещения RTD используется источник постоянного тока.Чтобы уменьшить саморазогрев из-за рассеивания мощности, величина тока умеренно низкая. Схема, показанная на рисунке, представляет собой источник постоянного тока, использующий опорное напряжение, один усилитель и транзистор PNP.
  • Термисторы : Подобно RTD, термистор представляет собой термочувствительное устройство, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Однако термисторы изготавливаются из полупроводниковых материалов. Сопротивление определяется так же, как и RTD, но термисторы демонстрируют сильно нелинейное сопротивление по сравнению стемпературная кривая. Таким образом, в рабочем диапазоне термисторов мы можем увидеть большое изменение сопротивления при очень небольшом изменении температуры. Это делает устройство высокочувствительным, идеально подходящим для приложений уставки.
  • Полупроводниковые датчики : Они подразделяются на различные типы, такие как выход по напряжению, выход по току, цифровой выход, кремниевый выход сопротивления и датчики температуры диодов. Современные полупроводниковые датчики температуры обеспечивают высокую точность и высокую линейность в рабочем диапазоне от 55 ° C до + 150 ° C.Внутренние усилители могут масштабировать выходной сигнал до удобных значений, например 10 мВ / ° C. Они также полезны в схемах компенсации холодного спая для термопар с широким диапазоном температур. Краткие сведения об этом типе датчика температуры приведены ниже.

ИС датчиков

Существует широкий спектр ИС датчиков температуры, которые позволяют упростить самый широкий спектр задач по мониторингу температуры. Эти кремниевые датчики температуры существенно отличаются от вышеупомянутых типов по нескольким важным параметрам.Во-первых, это диапазон рабочих температур. ИС датчика температуры может работать в номинальном диапазоне температур ИС от -55 ° C до + 150 ° C. Второе важное отличие — функциональность.

Кремниевый датчик температуры представляет собой интегральную схему и, следовательно, может включать в себя обширную схему обработки сигналов в том же корпусе, что и датчик. Нет необходимости добавлять схемы компенсации для датчика температуры ICS. Некоторые из них представляют собой аналоговые схемы с выходом по напряжению или по току.Другие комбинируют аналоговые чувствительные схемы с компараторами напряжения для обеспечения функций оповещения. Некоторые другие сенсорные ИС сочетают в себе схему аналогового считывания с цифровыми входами / выходами и регистрами управления, что делает их идеальным решением для микропроцессорных систем.

Цифровой выходной датчик обычно содержит датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), двухпроводной цифровой интерфейс и регистры для управления работой ИС. Температура постоянно измеряется и может быть считана в любое время.При желании хост-процессор может дать команду датчику контролировать температуру и установить высокий (или низкий) выход на выходном контакте, если температура превышает запрограммированный предел. Также можно запрограммировать более низкую пороговую температуру, и хост может быть уведомлен, когда температура упадет ниже этого порога. Таким образом, цифровой выходной датчик может использоваться для надежного контроля температуры в микропроцессорных системах.

Датчик температуры

Указанный выше датчик температуры имеет три клеммы и требуется максимум 5.Питание 5 В. Этот тип датчика состоит из материала, который работает в зависимости от температуры для изменения сопротивления. Это изменение сопротивления воспринимается схемой и рассчитывает температуру. При повышении напряжения повышается и температура. Мы можем увидеть эту операцию с помощью диода.

Датчики температуры напрямую подключены к входу микропроцессора и, таким образом, могут напрямую и надежно связываться с микропроцессорами. Сенсорный блок может эффективно взаимодействовать с недорогими процессорами без необходимости в аналого-цифровых преобразователях.

Примером датчика температуры является LM35 . Серия LM35 представляет собой прецизионные датчики температуры на интегральных схемах, выходное напряжение которых линейно пропорционально температуре по Цельсию. LM35 работает при температуре от -55˚ до + 120˚C.

Базовый датчик температуры по шкале Цельсия (от + 2˚C до + 150˚C) показан на рисунке ниже.

Характеристики датчика температуры LM35:
  • Калибровка непосредственно в ˚ Цельсия (Цельсия)
  • Номинальная мощность для полного диапазона л от −55˚ до +150 C
  • Подходит для удаленных приложений
  • Низкая стоимость за счет обрезки на уровне пластины
  • Работает от 4 до 30 В
  • Низкое самонагревание,
  • ± 1 / 4˚C типичной нелинейности
Работа LM35:
  • LM35 можно легко подключить так же, как и другие встроенные устройства. датчики температуры контура.Его можно приклеить или закрепить на поверхности, и его температура будет в пределах 0,01 ° C от температуры поверхности.
  • Это предполагает, что температура окружающего воздуха примерно такая же, как температура поверхности; если бы температура воздуха была намного выше или ниже температуры поверхности, фактическая температура штампа LM35 была бы промежуточной между температурой поверхности и температурой воздуха.
Датчики температуры широко используются в системах управления окружающей средой и технологическими процессами, а также в испытаниях, измерениях и коммуникациях.Цифровой датчик температуры — это датчик, который выдает 9-битные показания температуры. Цифровые датчики температуры обеспечивают превосходную точность, они рассчитаны на показания от 0 ° C до 70 ° C и позволяют достичь точности ± 0,5 ° C. Эти датчики полностью согласованы с цифровыми показаниями температуры в градусах Цельсия.
  • Цифровые датчики температуры: Цифровые датчики температуры устраняют необходимость в дополнительных компонентах, таких как аналого-цифровой преобразователь, в приложении, и нет необходимости калибровать компоненты или систему при определенных эталонных температурах, если это необходимо, при использовании термисторов.Цифровые датчики температуры решают все, что позволяет упростить базовую функцию мониторинга температуры.

Основные преимущества цифрового датчика температуры заключаются в его точности вывода в градусах Цельсия. Выходной сигнал датчика представляет собой сбалансированное цифровое показание. Для этого не нужны другие компоненты, такие как аналого-цифровой преобразователь, и он намного проще в использовании, чем простой термистор, который обеспечивает нелинейное сопротивление при изменении температуры.

Примером цифрового датчика температуры является DS1621, который обеспечивает 9-битное показание температуры.

Характеристики DS1621:
  1. Никаких внешних компонентов не требуется.
  2. Измеряется диапазон температур от -55 ° C до + 125 ° C с шагом 0,5 °.
  3. Выдает значение температуры в 9-битном формате.
  4. Широкий диапазон питания (от 2,7 В до 5,5 В).
  5. Преобразует температуру в цифровое слово менее чем за одну секунду.
  6. Термостатические настройки определяются пользователем и являются энергонезависимыми.
  7. Это 8-контактный DIP.
Описание контактов:
  • SDA — 2-проводный последовательный ввод / вывод данных.
  • SCL — 2-проводные последовательные часы.
  • GND — Земля.
  • TOUT — Выходной сигнал термостата.
  • A0 — Ввод адреса чипа.
  • A1 — Ввод адреса чипа.
  • A2 — Ввод адреса чипа.
  • VDD — Напряжение питания.
Работа DS1621:
  • Когда температура устройства превышает заданную пользователем температуру HIGH, тогда выход TOUT становится активным. Выход будет оставаться активным до тех пор, пока температура не упадет ниже заданной пользователем температуры LOW.
  • Заданные пользователем настройки температуры сохраняются в энергонезависимой памяти, поэтому их можно запрограммировать перед установкой в ​​систему.
  • Показание температуры предоставляется в виде 9-битного считывания с дополнением до двух, путем выдачи команды READ TEMPERATURE при программировании.
  • 2-проводной последовательный интерфейс используется для ввода в DS16121 для настроек температуры и вывода показаний температуры с DS1621

Автор фотографии:

Как работают датчики температуры?

Как работают датчики температуры? Это устройства для измерения температуры с помощью электрических сигналов.Датчик состоит из двух металлов, которые генерируют электрическое напряжение или сопротивление при изменении температуры. Датчик температуры играет решающую роль в поддержании определенной температуры в любом оборудовании, используемом для приготовления чего угодно, от лекарств до пива. Для производства таких типов контента точность и оперативность регулирования температуры и температуры имеют решающее значение для обеспечения идеального конечного продукта. Температура — это наиболее распространенный вид физических измерений в промышленных приложениях.Точные измерения жизненно важны для обеспечения успеха этих процессов. Есть много не столь очевидных приложений, в которых используются датчики температуры. Плавление шоколада с использованием доменной печи, управление воздушным шаром, замораживание веществ в лаборатории, управление автомобилем и обжиг печи.

Датчики температуры бывают разных форм, которые используются для различных методов управления температурой. Существует две категории датчиков температуры: контактные и бесконтактные.Контактные датчики используются в основном во взрывоопасных зонах.

Ниже приведены контактные датчики температуры:

Датчик температуры сопротивления (RTD) известен как термометр сопротивления и измеряет температуру по сопротивлению элемента RTD температуре. Металл может быть изготовлен из разных материалов, включая платину, никель или медь. Однако платина является наиболее точной и поэтому требует более высокой стоимости.

Термопара — это датчик, состоящий из двух проводов с двумя разными металлами, соединенными в двух точках.Напряжение между двумя проводами отражает изменение температуры. Хотя точность может быть немного ниже, чем у RTD, они имеют самый широкий диапазон температур от -200 ° C до 1750 ° C и, как правило, более рентабельны. Термистор показывает точное, предсказуемое и большое изменение изменения температуры. различные температуры. Это большое изменение означает, что температура отражается очень быстро, но при этом очень точно. Термистор NTC с таким большим и быстрым дизайном требует линеаризации, поэтому здесь требуется некоторая математика.

Термометр — это обычно то, о чем мы думаем, когда думаем о температуре, особенно о стеклянной трубке, наполненной ртутью. Однако существует несколько типов термометров: Стеклянный термометр: как указано выше, стеклянная трубка из ртути / этанола. Этанол в настоящее время является основной жидкостью, используемой в этих термометрах.

Биметаллический термометр: термометр этого типа состоит из соединенного датчика и стержня. Наконечник датчика имеет пружину, которая прикреплена к стержню, ведущему к стрелке датчика.Пружина находится внутри чувствительного конца стержня. Когда к чувствительной катушке прикладывается тепло, в катушке создается движение, которое заставляет стрелку манометра перемещаться, тем самым отображая температуру.
Газонаполненный и жидкостный термометр: Эти термометры похожи по принципу действия. Есть колба, наполненная газом или жидкостью. Он расположен внутри чувствительного конца зонда. При нагревании газ расширяется / жидкость нагревается, что сигнализирует прикрепленному стержню о перемещении иглы до измеряемой температуры.Цифровой термометр
: Цифровой термометр использует зонд, такой как термопара или датчик температуры сопротивления (RTD). Температура измеряется с помощью зонда (чувствительный конец) и отображается в цифровом виде.

Ниже приведен Бесконтактный датчик температуры

Инфракрасные датчики определяют температуру на расстоянии, измеряя тепловое излучение, испускаемое объектом или источником тепла. Они часто применяются при высоких температурах или в опасных средах, когда вам необходимо поддерживать безопасное расстояние от определенного тела.Тепловизионные и инфракрасные датчики являются наиболее распространенным типом бесконтактных датчиков температуры и используются в следующих случаях: Обнаружение лихорадки или когда целевой объект движется (например, на конвейерной ленте или в движущемся оборудовании), если это большое расстояние, если есть опасная окружающая среда (например, высокое напряжение) или при очень высоких температурах, когда контактный датчик не будет работать должным образом.

Чтобы упростить, датчик температуры делает именно это: он определяет температуру любого содержимого, которое необходимо измерить, будь то твердые вещества, жидкости или газы.

Температурные датчики



ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ:

  • Опишите различные методы измерения температуры.
  • Обсудите различные устройства, предназначенные для работы при изменении температуры.
  • Перечислите несколько приложений для устройств измерения температуры.
  • Прочтите и нарисуйте символы NEMA для переключателей температуры.

Часто бывает, что способность определять температуру очень высока. важность.Промышленный электрик столкнется с некоторыми устройствами, сконструированными менять набор контактов при изменении температуры и других устройств используется для определения количества температуры. Используемый метод зависит от большого иметь дело с областями применения схемы и величиной температуры, которая нужно почувствовать.

Расширение металла


Fgr. 1 Металл расширяется при нагревании.

Очень распространенный и надежный метод измерения температуры — это расширение металла.Давно известно, что металл при нагревании расширяется. Количество расширения пропорционально двум факторам:

1. Тип используемого металла.

2. Величина температуры.

Рассмотрим металлический стержень, показанный на рис. 1. Когда штанга нагревается, ее длина расширяется. Когда металлу дают остыть, он сжимается. Хотя количество движений из-за сжатия и расширения невелико, простой механический принцип может быть использован для увеличения количества движения (Fgr.2).

Металлический стержень механически удерживается за один конец. Это позволяет количество расширения быть только в одном направлении. Когда металл нагревается и штанга расширяется, она прижимается к механическому рычагу. Небольшое движение штанги вызывает большое движение механической руки. Этот повышенное движение руки может быть использовано для обозначения температуры полосу, прикрепив указатель и шкалу, или использовать переключатель, как показано. Следует понимать, что иллюстрации используются для передачи принципа.На практике переключатель, показанный на рис. 2 будет подпружинен к обеспечить «щелчок» для контактов. Электрические контакты никогда не должны открываться или закрываться медленно. Это приводит к плохому контакту давление и вызовет возгорание контактов или вызовет неустойчивую работу оборудования, которым они предназначены.

Реле горячего пуска


Fgr. 2 Раскладной металл управляет набором контактов.

Очень распространенное устройство, работающее по принципу расширения металла. набор контактов — реле запуска горячего провода, найденное в холодильнике промышленность.Реле горячего провода названо так потому, что в нем используется длина резистивной провод, подключенный последовательно к двигателю, для измерения тока двигателя. Диаграмма реле этого типа показано на рис. 3.


Fgr. 3 Подключение реле горячего провода.

Когда контакт термостата замыкается, ток может течь от линии L1 к клемму L реле. Затем ток течет через резистивный провод, подвижный рычаг, и нормально замкнутые контакты для запуска и запуска обмотки.Когда ток течет по резистивному проводу, его температура увеличивается. Это повышение температуры приводит к расширению проволоки в длина. Когда длина увеличивается, подвижный рычаг опускается вниз. Это давление, направленное вниз, вызывает растяжение пружин обоих контактов. Реле сконструировано таким образом, что пусковой контакт размыкается первым, отключение пусковой обмотки двигателя от цепи. Если ток двигателя не является чрезмерным, провод никогда не станет достаточно горячим, чтобы вызвать перегрузку контакт, чтобы открыть.Однако если ток двигателя станет слишком большим, температура резистивного провода станет достаточно высокой, чтобы вызвать провод расширяться до такой степени, что это вызовет перегрузку контакта открыть и отсоединить обмотку двигателя от цепи.

Ртутный термометр

Еще одно очень полезное устройство, работающее по принципу сжатия и расширения металла, — это ртутный термометр. Ртуть — это металл, который остается в жидком состоянии при комнатной температуре.Если ртуть ограничена в стеклянной трубке, как показано на рис. 4, он будет подниматься вверх по трубе при расширении из-за повышения температуры. Если трубка откалибрована правильно, он обеспечивает точное измерение температуры.

Биметаллическая лента


Fgr. 4 Ртутный термометр работает путем расширения металла.


Fgr. 5 Биметаллическая полоса.


Fgr. 6 Биметаллическая полоса коробится при изменении температуры.

Биметаллическая полоса — это еще одно устройство, работающее за счет расширения металл. Вероятно, это наиболее распространенный датчик тепла, используемый в производстве. комнатных термостатов и термометров. Биметаллическая полоса изготавливается склеиванием два разных типа металла вместе (Fgr. 5). Поскольку эти два металла не похожи, у них разная скорость расширения. Это вызывает полосу гнуться или коробиться при нагревании (рис. 6). Биметаллическую полосу часто формуют в спиралевидной формы, как показано на рис.7. Спираль позволяет использовать более длинный биметалл. полоса для использования в небольшом пространстве. Желательна длинная биметаллическая полоса, потому что он демонстрирует большее движение при изменении температуры.

Если один конец полосы удерживается механически и прикреплен указатель к центру спирали, изменение температуры приведет к тому, что указатель вращать. Если за указателем поместить калиброванную шкалу, она станет термометр. Если центр спирали удерживается на месте и контакт прикрепляется к концу биметаллической планки, он становится термостатом.А небольшой постоянный магнит используется для обеспечения мгновенного действия контактов (Fgr. 8). Когда подвижный контакт достигает точки, близкой к при неподвижном контакте магнит притягивает металлическую полосу и вызывает внезапное замыкание контактов. Когда биметаллическая полоса остывает, она отрывается от магнит. Когда сила биметаллической ленты станет достаточно большой, он преодолевает силу магнита, и контакты размыкаются.


Fgr. 7 Биметаллическая полоса, используемая в качестве термометра.


Fgr. 8 Биметаллическая полоса, используемая для управления набором контактов.


Fgr. 9 Термопара.

Термопары

В 1822 году немецкий ученый по имени Зеебек обнаружил, что когда два разных металлы соединяются на одном конце, и этот переход нагревается, напряжение составляет произведено (Fgr. 9). Это известно как эффект Зеебека. Устройство произведено путем соединения двух разнородных металлов с целью производства электроэнергии с теплом называется термопарой.Количество напряжения, производимого термопара определяется по:

1. Тип материалов, из которых изготовлена ​​термопара.

2. Разница температур двух спаев.

График в Fgr. 10 показаны распространенные типы термопар. Разные показаны металлы, используемые в конструкции термопар, а также их нормальные температурные диапазоны.


Fgr. 10 Таблица термопар.

Величина напряжения, создаваемого термопарой, мала, обычно в порядка милливольт (1 милливольт = 0.001 вольт). Полярность Напряжение некоторых термопар определяется температурой. Например., термопара типа «J» вырабатывает ноль вольт при температуре около 32F. В температурах выше 32F, железная проволока положительна, а константановая проволока отрицательный. При температуре ниже 32 ° F железная проволока становится отрицательной, а константановая проволока становится положительной. При температуре + 300F Термопара типа «J» будет выдавать напряжение около +7,9 мил. вольт. При температуре -300F он будет производить напряжение около -7.9 милливольт.

Поскольку термопары вырабатывают такие низкие напряжения, они часто подключаются последовательно, как показано на Fgr. 11. Это соединение называется термобатареей. Термопары и термобатареи обычно используются для определения температуры. измерения и иногда используются для обнаружения присутствия пилота свет в приборах, работающих на природном газе. Термопара обогревается контрольной лампой. Ток, создаваемый термопарой, равен используется для создания магнитного поля, которое удерживает газовый клапан открытым и позволяет газ подавать к основной горелке.Если контрольная лампа должна погаснуть, термопара перестает производить ток, и клапан закрывается (Fgr. 12).

Температурные датчики сопротивления

Температурный датчик сопротивления (RTD) изготовлен из платиновой проволоки. В сопротивление платины сильно меняется с температурой. Когда платина нагревается, его сопротивление увеличивается с очень предсказуемой скоростью; это делает RTD — идеальное устройство для очень точного измерения температуры.RTD используются для измерения температуры в диапазоне от -328 до +1166 градусов По Фаренгейту (от -200 до +630 C). РДТ выполнены в разных стилях для выполнения разные функции. Fgr. 13 показан типичный RTD, используемый в качестве пробника. Очень маленькая катушка платиновой проволоки заключена в медный наконечник.

Медь используется для обеспечения хорошего теплового контакта. Это позволяет зонд быть очень быстрым. График в Fgr. 14 показывает сопротивление в зависимости от температуры для типичного датчика RTD.Температура указывается в градусах Цельсия, а сопротивление — в омах. RTD в двух разных стилях корпуса: показано на Fgr. 15.


Fgr. 11 Термобатарея


Fgr. 12 Термопара обеспечивает питание предохранительного запорного клапана.

Термисторы

Термин термистор образован от слов «терморезистор». Термисторы фактически являются термочувствительными полупроводниковыми приборами. Есть два основных типы термисторов: один тип имеет отрицательный температурный коэффициент (NTC), а другой — положительный температурный коэффициент (PTC).Термистор с отрицательным температурным коэффициентом снизит сопротивление при повышении температуры. Термистор с положительной температурой коэффициент будет увеличивать свое сопротивление при повышении температуры. Термистор NTC является наиболее широко используемым.

Термисторы — очень нелинейные устройства. По этой причине они трудны использовать для измерения температуры. Приборы, измеряющие температуру с термистор должен быть откалиброван для конкретного типа термистора. использовал.Если термистор когда-либо будет заменен, он должен быть точной заменой. или цепь больше не будет работать правильно. Из-за их нелинейной характеристики, термисторы часто используются как датчики уставки, а не к фактическому измерению температуры. Детектор уставки — это устройство, которое активирует какой-либо процесс или схему, когда температура достигает определенного уровень. Например, предположим, что внутри статора установлен термистор. обмотка двигателя. Если двигатель перегреется, обмотки могут быть серьезно повреждены или разрушены.Термистор можно использовать для определения температуры обмоток. Когда температура достигает в определенный момент значение сопротивления термистора меняется в достаточной степени вызвать выпадение катушки стартера и отсоединить двигатель от линия.

Термисторы

могут эксплуатироваться в диапазоне температур от +100 ° С до +100 ° С. Ф на +300 F.


Fgr. 13 Температурный датчик сопротивления.

===

градусов Цельсия, сопротивление (Ом)

0, 100 50, 119.39, 100 138,5, 150 157,32, 200 175,84, 250 194,08, 300 212,03, 350 229,69, 400 247,06, 450 264,16, 500 280,93, 550 297,44, 600 313,65

===


Fgr. 14 Температура и сопротивление для типичного RTD.


Fgr. 15 РДТ в разных стилях корпуса.


Fgr. 16 Твердотельное пусковое реле.

Термисторы обычно используются в твердотельных пусковых реле. с небольшими холодильными компрессорами (Fgr.16). Используются пусковые реле с герметичными двигателями для отключения пусковых обмоток от цепь, когда двигатель достигает примерно 75% своей полной скорости. Термисторы могут использоваться для этого приложения, потому что они демонстрируют чрезвычайно быстрое изменение сопротивления при изменении температуры. Схематическая диаграмма подключение твердотельного реле показано на рис. 17.

При первом подаче питания на цепь термистор холодный и имеет относительно низкое сопротивление.

Это позволяет току течь через пусковую и рабочую обмотки мотор. Температура термистора увеличивается из-за тока протекает через него. Повышение температуры вызывает сопротивление измените значение с очень низкого значения 3 или 4 Ом до нескольких тысяч Ом. Этот увеличение сопротивления происходит очень внезапно и приводит к открытию набора контактов, включенных последовательно с пусковой обмоткой. Хотя начало обмотка никогда полностью не отключается от ЛЭП, количество тока через него очень мало, обычно 0.03 до 0,05 ампера, и не влияет на работу мотора. Эта небольшая утечка ток поддерживает температуру термистора и предотвращает его возвращение к низкому сопротивлению. После отключения питания от двигателя, необходимо подождать около 2 минут перед повторным запуском. мотор. Этот период охлаждения необходим для возврата термистора. к низкому значению сопротивления.

PN-переход

Еще одно устройство, способное измерять температуру, — это PN-переход, или диод.Диод становится очень популярным прибором для измерения температуры. потому что он точный и линейный.

Когда кремниевый диод используется в качестве датчика температуры, постоянный ток проходит через диод.

Fgr. 18 иллюстрирует этот тип схемы. В этой схеме резистор R1 ограничивает ток через транзистор и диод датчика. Значение R1 также определяет величину тока, протекающего через диод. Диод D1 — 5.Стабилитрон 1 вольт, используемый для создания постоянного падения напряжения между база и эмиттер PNP-транзистора. Резистор R2 ограничивает количество тока через стабилитрон и базу транзистора. D1 — обычный кремниевый диод. Используется как датчик температуры для схемы. Если к диоду подключен цифровой вольтметр, можно увидеть падение напряжения от 0,8 до 0 вольт. Количество напряжения падение определяется температурой диода.


Fgr. 17 Подключение твердотельного пускового реле.


Fgr. 18 Генератор постоянного тока.

Показана другая схема, которая может использоваться как генератор постоянного тока. в Fgr. 19. В этой схеме полевой транзистор (FET) используется для производят генератор тока. Резистор R1 определяет величину тока который будет протекать через диод. Диод D1 — датчик температуры.

Если диод подвергается более низкой температуре, скажем, прикоснувшись к нему кусок льда, падение напряжения на диоде увеличится.Если температура диода увеличивается, падение напряжения будет уменьшаться, потому что диод имеет отрицательный температурный коэффициент. По мере увеличения его температуры падение напряжения на нем становится меньше.

In Fgr. 20 два диода, соединенные последовательно, используются для построения электронный термостат. Два диода используются для увеличения количества напряжения. снижается при изменении температуры. Полевой транзистор и резистор используются для обеспечения постоянного тока двух диодов, используемых в качестве источника тепла. датчик.Операционный усилитель используется для включения твердотельного реле. или выключается при изменении температуры. В показанном примере схема будет работают как термостат нагрева. Выход усилителя включится включается, когда температура достаточно снижается. Схема может быть преобразована к охлаждающему термостату, поменяв местами подключения инвертирующего и неинвертирующего входов усилителя.


Fgr. 19 Полевой транзистор, используемый для создания генератора постоянного тока.


Fgr. 20 Твердотельный термостат, использующий диоды в качестве тепловых датчиков.

Расширение из-за давления

Другой распространенный метод определения изменения температуры — повышение давления некоторых химикатов. Хладагенты в закрытом контейнере, например, повысит давление в баллоне при увеличении температуры. Если простой сильфон подключен к линии, содержащей хладагент (Fgr.21) сильфон будет расширяться по мере того, как давление внутри герметичной системы увеличивается. Когда температура окружающего воздуха понижается, давление внутри системы уменьшается, и сильфон сжимается. Когда температура воздуха увеличивается, давление увеличивается и сильфон расширяется. Если мех управляет набором контактов, становится термостатом сильфонного типа. Мех термостат и стандартные символы NEMA, используемые для обозначения температуры управляемый переключатель показан на Fgr.22.


Fgr. 21 Сильфон сжимается и расширяется при изменении давления хладагента.


Fgr. 22 Промышленное реле температуры.


Fgr. 23 Интеллектуальный преобразователь температуры в разрезе.

Интеллектуальные преобразователи температуры

Стандартные преобразователи температуры обычно посылают сигнал от 4 до 20 мА на указать температуру. Они откалиброваны для определенного диапазона температур. например, от 0 до 100 градусов.Стандартные передатчики предназначены для работы с одним типом датчика, таким как RTD, термопара и т. д. Любые изменения к настройке требуется повторная калибровка агрегата.

Интеллектуальные преобразователи

содержат внутренний микропроцессор и могут быть откалиброваны. из диспетчерской, послав сигнал на передатчик. Это также возможность проверить передатчик на наличие проблем из удаленного места. Вид интеллектуального преобразователя температуры в разрезе показан на рис.23. Передатчик, показанный на Fgr. 23 использует HART (Highway Addressable Remote Преобразователь) протокол. Этот передатчик может принимать RTD, дифференциальный RTD, входы термопары, сопротивления и милливольт. Умный датчик температуры с измерителем показано в Fgr. 24.


Fgr. 24 Интеллектуальный преобразователь температуры со счетчиком.

ВИКТОРИНА :

1. Следует ли нагревать или охлаждать металлический стержень, чтобы он расширился?

2.Какой металл остается в жидком состоянии при комнатной температуре?

3. Как изготавливается биметаллическая лента?

4. Почему биметаллические ленты часто имеют спиралевидную форму?

5. Почему нельзя позволять электрическим контактам размыкаться или замыкаться медленно?

6. Какие два фактора определяют величину напряжения, создаваемого термопарой?

7. Что такое термобатарея?

8. Что обозначают буквы RTD?

9.Какой тип провода используется для изготовления RTD?

10. Из какого материала изготовлен термистор?

11. Почему трудно измерить температуру термистором?

12. Если температура NTC термистор увеличивается, его сопротивление увеличится или уменьшится?

13. Как сделать кремниевый диод для измерения температуры?

14. Предположим, что кремниевый диод используется в качестве датчика температуры.Если его температура увеличивается, будет ли его падение напряжения увеличиваться или уменьшаться?

15.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*