Датчик температуры устройство принцип действия: типы, принцип работы, диапазон температур

Содержание

Датчики температуры. Виды и работа. Как выбрать и применение

Датчики температуры нужны для того, чтобы проконтролировать температуру в помещении, жидкости, твердого объекта или расплавленного металла.

Виды и принцип действия

Основой действия температурных датчиков в автоматизированном управлении является изменение температуры в электрический сигнал. Это обуславливает преимущества электрических измерений: результаты легко передавать по сети, скорость передачи может быть достаточно высокой. Величины могут преобразовываться друг в друга и обратно. Цифровой код создает повышенную точность замера, скорость и чувствительность.

Термопары

Термопара представляет собой две проволоки из разных металлов, спаянных между собой. При разности температур между горячим и холодным концом в цепи возникает электрический ток. Величина этого электрического тока зависит от термоэлектрической силы термопары, составляет от 40 до 60 мкВ, в зависимости от материала термопары. Материал термопары может быть разным. Это могут быть никель-хромовые, хромо-алюминиевые, железо-никелевые, железо-константановые и т.д.

Термопара является высокоточным датчиком температуры, однако эту точность достаточно проблематично снять. Термопара является относительным датчиком температуры, уровень ее напряжения имеет зависимость от температурной разности между спаями. При этом холодный спай находится при комнатной температуре или при какой-либо другой.

Рассмотрим работу термопары ближе. Есть две термопары и две температуры горячего и холодного конца. Соответственно ЭДС зависит от разности температур. Температуру холодного спая необходимо компенсировать. Аппаратным способом компенсации является использование второй термопары, которая помещена в заранее известную температуру.

Программным способом компенсации является использование другого датчика температуры, на этот раз абсолютного, который помещается в изотермическую камеру вместе с холодными спаями и контролирует их температуру с заданной точностью. Имеются трудности снятия данных с термопары.

Во-первых, она нелинейная. В ГОСТе заботливо введены коэффициенты полинома для перевода ЭДС в температуру и обратно. Эти полиномы большого порядка, но ничто не запрещает спокойно их посчитать силами контроллера.

Во-вторых, другая проблема заключается в том, что термо-ЭДС термопары измеряется в единицах и сотнях микровольт. Соответственно, использование широко доступных аналогоцифровых преобразователей приведет к полному провалу. Нужны прецизионные многоразрядные малошумящие аналогоцифровые преобразователи для того, чтобы использовать термопару в своих конструкциях.

Терморезисторы

Гораздо более простым способом измерения стало применение терморезисторов. Они работают на зависимости сопротивления материалов от внешней температуры. Металлические термометры сопротивления, в частности платиновые обладают очень высокой точностью и линейностью. Термометры сопротивления определяются двумя основными характеристиками.

Это базовое сопротивление термометра при определенной температуре. В ГОСТе базовым сопротивлением считается сопротивление при 0 градусах по Цельсию. ГОСТ рекомендует использование нескольких номиналов сопротивлений в Омах и температурный коэффициент, который определяется как разность сопротивлений нашей температуры и при 0 градусов, деленной на нашу температуру и t нуля градусов, умноженную на единицу, деленную на базовое сопротивление.

Ткс = (Re – R0c) / (Te – T0c) *1/R0c

В ГОСТе на терморезисторы вы найдете температурный коэффициент для различных термометров из платины, меди и никеля. Кроме того, там присутствуют коэффициенты полинома для расчета температуры из текущего сопротивления резистора. Одной из проблем термометров сопротивления является очень низкий температурный коэффициент сопротивления. Однако, измерять сопротивление с высокой точностью гораздо проще, чем очень малые значения напряжения в отличие от термопар.

Одним из способов измерения сопротивления является включение нашего термосопротивления в цепь источника тока и измерение дифференциального напряжения. Использование полупроводников даст нам температурный коэффициент доли единицы процента, их гораздо проще измерять с помощью аналогоцифровых преобразователей. Есть интегральные микросхемы датчиков температуры, аналоговый выход которых уже соответствует питаемому напряжению. Такие датчики температуры можно напрямую подключать к аналогоцифровому преобразователю и спокойно оцифровывать его с помощью восьми- или десятибитного АЦП.

Комбинированный датчик

Помимо интегральных схем с выходом, существуют датчики с цифровым интерфейсом. Одним из популярных датчиков является комбинированный датчик температуры и влажности серии SHT1. Этот датчик позволяет измерять температуру с точностью + 2 градуса и влажность с точностью + 5 градусов. Главной проблемой данного датчика температуры является то, что там решили оптимизировать интерфейс. Он позволяет подключать параллельные устройства.

Цифровой датчик

Цифровой датчик температуры DS18B20, который представляет собой трехвыводную микросхему, позволяет с высокой точностью до 0,5 градуса получать температуру с множеством параллельно работающих датчиков. В этом датчике широкий интервал температур от -55 до +125 градусов. Основной его недостаток – медлительность. Вычисления с максимальной точностью он делает за 750 мс. Ввиду инерционности корпуса датчика температуры опрашивать его нет никакого смысла.

Бесконтактные датчики (пирометры)

В этом датчике имеется специальная тонкая пленка, поглощающая инфракрасные излучения, тем самым нагревающаяся. Такие бесконтактные термосенсоры используются в тепловизорах. Там имеется не один тепловой датчик, а матрица. Они позволяют на расстоянии до 3 метров детектировать тепловой объект.

Кварцевые преобразователи температуры

Для того, чтобы измерить температуру в интервале -80 +250 градусов применяют кварцевые преобразователи. Они работают на частотной зависимости кварца от температуры. Действие датчиков происходит на частотной зависимости. Функция преобразователя меняется от расположения среза по осям кристалла.

Кварцевые датчики работают с высокой чувствительностью, разрешением, стабильностью. Эти свойства делают их перспективными в использовании. Они получили большое распространение в цифровых термометрах.

Шумовые датчики температуры

Работа шумовых датчиков заключается на зависимости шумовой разности потенциалов на резисторе от температуры. Практически реализовать способ измерения температуры шумовыми датчиками можно, сделав сравнение шумов 2-х одинаковых резисторов, один находится при определенной температуре, 2-й при измеряемой температуре. Шумовые датчики температуры применяются для температурного интервала -270 -1100 градусов.

Преимуществом шумовых датчиков стала возможность измерения температуры в термодинамике на вышеописанной закономерности. Но это осложнено трудным измерением напряжения шума, так как оно мало и сравнимо с шумом усилителя.

Датчики температуры ЯКР (ядерного квадрупольного резонанса)

Термометры ЯКР работают за счет действия градиента поля тока решетки кристалла и момента ядра, которое вызвано отклонением заряда от симметрии сферы. Это создает процессию ядер. Частота имеет зависимость от градиента поля решетки. Для разных веществ имеет величину до тысяч МГц. Градиент зависит от температуры, с ее возрастанием частота ЯКР уменьшается.

Датчики температуры ЯКР образуют ампулу с веществом, помещенную в обмотку индуктивности, которая соединена с контуром генератора. Когда частота генератора совпадает с частотой ЯКР, то энергия генератора поглощается. Допуск замера температуры -263 градуса равен

+ 0,02 градуса, а температуры 27 градусов +0,002 градуса. Преимуществом термометров ЯКР становится стабильность, неограниченная по времени, недостатком является значительная нелинейность преобразующей функции.
Объемные преобразователи

Объемные датчики действуют на расширении и сжатии веществ при изменении температуры. Диапазон действия преобразователей определяется, насколько стабильны свойства материалов. Датчиками делают измерения температуры в интервале -60 -400 градусов. Допуск измерения составляет от 1 до 5%. Интервал работы датчика с жидкостью может зависеть от температуры закипания и замерзания. Погрешности измерения датчиков на жидкости от 1 до 3%, определяются температурой среды.

Нижняя граница измерения преобразователей на газе определяется температурой перехода газа в жидкое состояние, верхняя граница – стойкостью баллона к воздействию температуры.

Параметры выбора датчика температуры
  • Диапазон рабочей температуры.
  • Возможность погружения датчика в объект измерения или среду. Если это невозможно, то лучше выбрать пирометр или термометр.
  • Условия проведения замеров. Если нужно измерять в агрессивной среде, то надо выбирать датчик в коррозионностойком корпусе, или бесконтактного типа. Также следует определить наличие давления, влажности и т. д.
  • Время работы датчика до калибровки или замены. Многие датчики не могут долго и стабильно работать (термисторы).
  • Величина сигнала выхода. Существуют датчики температуры, выдающие сигнал по току, или в градусах.
  • Технические данные: погрешность, разрешение, напряжение, время сработки. Для полупроводников важен тип корпуса.
Похожие темы:

разновидности, принцип работы, устройство и распиновка разъема

Датчики измерения температуры используются для контроля веществ в твердом, жидком или газообразном состоянии. В зависимости от целей применения, схема строения прибора будет видоизменяться. Но чтобы выбрать подходящий инструмент необходимо обращать внимание на одни и те же нюансы.

Виды, конструкция и принципы действия

Термопара

Датчик включает в себя две проволоки из разных металлов, спаянных между собой. Для отношения концов друг с другом в зоне постоянной температуры, в конструкцию добавляют удлиняющие провода из двух металлов. Когда на концы проводов действуют разные температуры (например, при помещении датчика в горячую воду), то в цепи появляется электрический ток. Сила возникшего тока (от 40 до 60 мкВ) зависит от используемого материала термопары, который влияет на термоэлектрическую силу прибора.

В практике можно встретить железоникелевые, хромоалюминиевые, медно-константановые и так далее. В дешевых моделях используются неблагородные металлы (аналогичных термоэлектродам) для удлиняющих проводов, а в дорогих – благородные металлы, которые способы развивать аналогичную термо-ЭДС, что и электроды (необходимо для уменьшения стоимости высококлассным приборов).

Термопара относится к датчикам с высокой точностью. Проблемой устройства является сложность получения замеренного значения. Термопара действует по принципу относительности отличия температур между разъемами. Горячий спай помещается в замеряемое вещество, а холодный остается находиться в окружающей среде.

Погрешность

Для получения самых точных результатов потребуется большое количество времени. Лучший показатель выдает биметаллический термометр, построенный по принципу ЯКР и цифровые. Первые – быстрее, а вторые – точнее.

Разрешение

Этот показатель позволяет получить от датчика более точные приращениям дискретности измерения температуры. Ярким представителем является DS18B20, который может работать в разрешении 9,10,11 и 12 бит. Самый малый режим даст 0.5°C, а максимальный — 0.0625°C.

Напряжение

На величину выходного напряжения будет влиять сопротивление резистора. В зависимости от этого напряжение может быть линейным (изменяться в зависимости от температуры) и нелинейным. Для каждого датчика существуют свои эталонные величины на выводах термометра, который зависит от температуры измеряемого объекта.

Время сработки

Показатель отвечает за скорость получения результатов замера. Как правило, быстрые замеры можно получить, имея крупную погрешность. Для устранения этого недостатка потребуется пренебречь временем сработки и увеличить его до необходимого показателя точности.

Промышленные термодатчики и сенсоры

Кроме стандартных бытовых термодатчиков бывают промышленные, которые используются исключительно на специальных объектах. Их распространение направлено на определенную группу лиц из-за избыточных возможностей, которые требуются только на производстве. Некоторые из них способны работать в различных нетрадиционных средах и суровых условиях. Выбор подходящих типов осуществляется тем же образом, что и для подбора бытовых датчиков.

Применение

Стоит понимать, что каждый из типов датчиков создан для использования в специальных условиях. Практически во всех сферах производства и жизни требуется знать температуру. Так применять термисторы необходимо для получения абсолютных показателей, для сбора показателей в помещениях – шумовые, для получения максимально точных данных – цифровые и так далее.

Мир датчиков температур охватывает все сферы жизни, где требуется измерение показателей. Это может быть помещение, жидкость или предмет с совершенно различными нюансами. В одних помещениях высокая влажность, в другие нельзя попадать. Аналогичные параллели можно проводить с жидкостями и объектами. При выборе подходящего термометра необходимо обращать внимание на нюансы условий измерения.

Датчик температуры: контроль температурного режима двигателя

Датчик температуры: контроль температурного режима двигателя

В каждом автомобиле есть простой, но важный датчик, помогающий контролировать работу двигателя — датчик температуры охлаждающей жидкости. О том, что такое датчик температуры, какую он имеет конструкцию, на каких принципах основана его работа, и какое место он занимает в автомобиле — читайте в статье.


Что такое датчик температуры

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — электронный датчик, предназначенный для измерения температуры охлаждающей жидкости (ОЖ) системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Данные, полученные с помощью датчика, используются для решения нескольких задач:

• Визуальный контроль температуры силового агрегата — данные с датчика выводятся на соответствующий прибор (термометр) на приборной панели в салоне автомобиля;

• Корректировка работы различных систем двигателя (питания, зажигания, охлаждения, рециркуляции отработанных газов и других) в соответствии с его текущим температурным режимом — информация с ДТОЖ подаются на электронный блок управления (ЭБУ), который вносит соответствующие корректировки.

Датчики температуры ОЖ используются во всех современных автомобилях, они имеют принципиально одинаковую конструкцию и принцип работы.


Типы и конструкция датчиков температуры

В современных транспортных средствах (а также и в различных электронных устройствах) используются датчики температуры, чувствительным элементом в которых выступает терморезистор (или термистор). Терморезистор (термистор) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого зависит от его температуры. Существуют термисторы с отрицательным и положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), у приборов с отрицательным ТКС сопротивление падает с ростом температуры, у приборов с положительным ТКС — напротив, повышается. Сегодня чаще всего применяются термисторы с отрицательным ТКС, как более удобные и дешевые.

Конструктивно все автомобильные ДТОЖ принципиально одинаковы. Основу конструкции составляет металлический корпус (баллон) из латуни, бронзы или иного коррозионностойкого металла. Корпус выполнен таким образом, что его часть контактирует с потоком охлаждающей жидкости — здесь располагается термистор, который дополнительно может прижиматься пружиной (для более надежного контакта с корпусом). В верхней части корпуса располагается контакт (или контакты) для включения датчика в соответствующую цепь электросистемы транспортного средства. На корпусе также нарезана резьба и выполнен шестигранник под ключ для монтажа датчика в систему охлаждения двигателя.

Датчики температуры отличаются способом подключения к ЭБУ:

• Со стандартным электрическим разъемом — на датчике выполнен пластиковый разъем (или колодка) с контактами;
• С винтовым контактом — на датчике выполнен один контакт с зажимным винтом;
• Со штыревым контактом — на датчике предусмотрен один контакт в виде штыря или лопатки.

Датчики второго и третьего вида имею только один контакт, в роли второго контакта выступает корпус датчика, соединенный с «массой» электросистемы автомобиля через двигатель. Такие датчики чаще всего используются на коммерческих и грузовых автомобилях, на специальной, сельскохозяйственной и иной технике.

Датчик температуры ОЖ монтируется в самой горячей точке системы охлаждения мотора — в выпускном патрубке головки блока цилиндров. На современных автомобилях часто устанавливается сразу два или даже три ДТОЖ, каждый из которых выполняет свою функцию:

• Датчик термометра (указателя температуры ОЖ) — наиболее простой, имеет невысокую точность, так как он помогает лишь визуально оценить температуру силового агрегата;

• Датчик ЭБУ на выходе из головки блока — наиболее ответственный и точный датчик (с погрешностью 1-2,5°C), позволяющий отслеживать изменения температуры в несколько градусов;
• Датчик на выходе из радиатора — вспомогательный датчик невысокой точности, обеспечивающий своевременное включение и отключение электрического вентилятора охлаждения радиатора.

Несколько датчиков дают больше информации о текущем температурном режиме силового агрегата и позволяют надежнее контролировать его работу.


Принцип работы и место датчика температуры в транспортном средстве

В общем случае принцип работы датчика температуры прост. На датчик подается постоянное напряжение (обычно 5 или 9 В), на термисторе в соответствии с законом Ома (за счет его сопротивления) напряжение падает. Изменение температуры влечет за собой изменение сопротивления термистора (при росте температуры — сопротивление снижается, при понижении температуры — повышается), а значит, и падение напряжения в цепи датчика. Измеряемая величина падения напряжения (а точнее — фактическое напряжение в цепи датчика) как раз и используется термометром или ЭБУ для определения текущей температуры двигателя.

Для визуального контроля температуры силового агрегата в цепь датчика подключается специальный электрический прибор — логометрический термометр. В приборе используется две или три электрических обмотки, между которыми расположен подвижный якорь со стрелкой. Одна или две обмотки создают постоянное магнитное поле, а одна обмотка включена в цепь датчика температуры, поэтому ее магнитное поле изменяется в зависимости от температуры ОЖ. В результате взаимодействия постоянных и переменных магнитных полей в обмотках заставляет якорь проворачиваться вокруг оси, что влечет за собой изменение положение стрелки термометра на его циферблате.

Для контроля функционирования мотора на различных режимах и управления его системами показания датчика подаются на электронный блок управления через соответствующий контроллер. Измерение температуры производится по величине падения напряжения в цепи датчика, для этого в памяти ЭБУ присутствуют таблицы соответствия величины напряжения в цепи датчика и температуры двигателя. На основе этих данных в ЭБУ запускаются различные алгоритмы работы основных систем двигателя.

На основе показаний ДТОЖ осуществляется корректировка работы системы зажигания (изменение угла опережения зажигания), питания (изменение состава топливно-воздушной смеси, ее обеднение или обогащение, управление дроссельным узлом), рециркуляции отработавших газов и других. Также ЭБУ в соответствие с температурой двигателя устанавливает частоту вращения коленвала и другие характеристики.

Датчик температуры на радиаторе охлаждения работает аналогичным образом, с его помощью осуществляется управление электровентилятором. На некоторых автомобилях этот датчик может работать в паре с основным для более точного управления различными системами двигателя.

Датчик температуры играет важную роль в любом транспортном средстве с ДВС, в случае поломки его необходимо как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечена нормальная работа силового агрегата на любых режимах.

Другие статьи

#Палец штанги реактивной

Палец штанги реактивной: прочная основа шарниров штанг

23.06.2021 | Статьи о запасных частях

В подвесках грузовых автомобилей, автобусов и другой техники предусмотрены элементы, компенсирующие реактивный момент — реактивные штанги. Соединение штанг с балками мостов и рамой осуществляется с помощью пальцев — об этих деталях, их типах и конструкции, а также о замене пальцев читайте в статье.

#Клапан МАЗ включения привода сцепления

Клапан МАЗ включения привода сцепления

16.06.2021 | Статьи о запасных частях

Многие модели автомобилей МАЗ оснащаются приводом выключения сцепления с пневматическим усилителем, важную роль в работе которого играет клапан включения привода. Все о клапанах включения привода сцепления МАЗ, их типах и конструкции, а также о подборе, замене и ТО данной детали — узнайте из статьи.

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»

Принцип работы датчиков температуры

Принцип работы

Термометры сопротивления (терморезисторы, термосопротивления)

Термометр сопротивления (Resistance Thermometer) — датчик для измерения температуры, принцип действия которого основан на зависимости электрического сопротивления от температуры.

Термосопротивления могут быть металлические (платина, никель, медь) или полупроводниковые.

Для большинства металлов температурный коэффициент сопротивления положителен — их сопротивление растёт с ростом температуры. Для полупроводников без примесей он отрицателен — их сопротивление с ростом температуры падает.

Термисторы

Термисторы – это полупроводниковые термосопротивления с большим температурным коэффициентом.

  • PTC-термисторы (Positive Temperature Coefficient), обладают свойством резко увеличивать свое сопротивление, когда достигнута заданная температура – широко используются для защиты двигателей
  • NTC-термисторы (Negative Temperature Coefficient), обладают свойством резко уменьшать свое сопротивление при достижении заданной температуры
PT100, PT1000

Платиновые термометры сопротивления (Platinum Resistance Thermometers) обладают высокой стойкостью к окислению и большой точностью измерения.

KTY

Кремниевые терморезисторы с положительным коэффициентом сопротивления, отличаются высокой линейностью характеристики, высоким быстродействием, надёжной твёрдотельной конструкцией и небольшой стоимостью.

Схемы включения термосопротивления в измерительную цепь

  • 2-х проводная схема используется там, где не требуется высокой точности, так как сопротивление присоединительных проводов суммируется с измеренным сопротивлением, что приводит к появлению дополнительной погрешности
  • 3-х проводная схема обеспечивает значительно более точные измерения, т.к. появляется возможность измерить сопротивление подводящих проводов и вычесть его из суммарного измеренного сопротивления
  • 4-х проводная схема — наиболее точная схема, обеспечивает полное исключение влияния подводящих проводов
Сравнение термометров сопротивления с термопарами

Преимущества:

  • выше точность и стабильность
  • можно исключить влияние сопротивления присоединительных проводов на результат измерения при использовании 3-х или 4-х проводной схемы измерений
  • практически линейная характеристика
  • не требуется компенсация холодного спая

Недостатки:

  • малый диапазон измерений
  • не могут измерять высокую температуру.

Термопары

Термопара (Thermocouple) — это два проводника из разных металлов, спаянные в одной точке. Эта точка измерения температуры называется — рабочий спай. Свободные концы называются холодным спаем. Если рабочий спай нагреть относительно холодного спая, то между свободными концами возникает напряжение (термо-ЭДС), пропорциональное разности температур.

Так как с помощью термопары всегда измеряется разность температур, то, чтобы определить температуру точки измерения, свободные концы у холодного спая должны содержаться при известной неизменной температуре.

Подключение к ПЛК

Холодные концы подключаются (непосредственно или с помощью компенсационных проводов, которые должны быть выполнены из тех же металлов, что и термопара) к клеммам соответствующего аналогового входа (с соблюдением полярности!) промышленного контроллера, который программно выполняет компенсацию температуры холодного спая и рассчитывает температуру в точке измерения.

При внутренней компенсации контроллер использует температуру модуля, к которому подключена термопара. При более точной внешней компенсации эталонная температура холодного спая измеряется с помощью дополнительного термометра сопротивления, который подключается к специальному входу контроллера.

Типы термопар
  • K: хромель-алюмель
  • J: железо-константан
  • S, R: платина-платина/родий и др.

Термопары отличаются диапазоном измеряемых температур и погрешностью измерений.

Преимущества термопар
  • Большой температурный диапазон измерения
  • Измерение высоких температур.
Недостатки
  • Невысокая точность
  • Необходимость вносить поправку на температуру холодного конца.

Термостаты

Термостат (Thermostat) – это регулятор, который поддерживает постоянную температуру воздуха или жидкости в системах отопления, кондиционирования и охлаждения.


Автомобильные приборы измерения температуры.


Приборы измерения температуры




Общие сведения о приборах для измерения температуры

Для контроля эффективной работы систем и агрегатов автомобиля необходимо знать их температурный режим. При эксплуатации, например, непрогретого двигателя резко снижаются его мощностные и экономические показатели, а его перегрев ведет к снижению ресурса или возникновению неисправностей, вплоть до полного отказа из-за заклинивания деталей цилиндропоршневой группы.

Для контроля температурного режима работа узлов и агрегатов на автомобиле применяются дистанционные термометры и сигнализаторы температуры, датчики которых устанавливают в контролируемой среде, а указатели — на приборной панели автомобиля в кабине водителя.

По принципу действия приборы для измерения температуры делятся на механические, электромеханические и электрические. К механическим приборам относятся жидкостные (обычно ртутные) и манометрические термометры. Механические термометры обычно используются для измерения относительно низких температур и в конструкции автомобилей не применяются.

В автомобильной технике для измерения температуры рабочих сред и элементов конструкции чаще применяются термобиметаллические импульсные и логометрические температурные приборы, которые можно объединить общим названием – термоэлектрические приборы.

В импульсных термобиметаллических термометрах используется эффект деформации, возникающий при нагреве пластины, спаянной из двух разнородных металлов или сплавов (биметаллическая пластина).

Работа термоэлектрических термометров логометрического типа основана на термоэлектрическом эффекте, возникающем при нагревании места спая двух проводников из неоднородных металлов или сплавов (терморезистора). Если два других конца проводников замкнуть, то под действием термоЭДС нагреваемого спая в образовавшейся цепи возникает электрический ток, величина которого зависит от степени нагрева места спая.

Спаянную или сваренную пару из двух разнородных металлов или сплавов называют термопарой или терморезистором. Обычно для измерения относительно низких температур (до 600 ˚С) в машиностроении применяют хромель-копелевые (ХК) термопары, а для измерения высоких температур (до 1000 ˚С) – хромель-алюмелевые (ХА) термопары. Существуют также и другие типы термопар.

***

Устройство термобиметаллического импульсного термометра

Термобиметаллический импульсный термометр состоит из датчика и стрелочного указателя. Общее устройство указателя и схема работы импульсной системы показаны на рис. 1.

Рис. 1. Импульсная система: а — устройство указателя; б — схема импульсного измерителя температуры:
1 — стрелка; 2 — спираль указателя; 3П-образная термобиметаллическая пластина; 4 — регулировочный сектор; 5 — упругая пластина; 6 — спираль датчика; 7 — биметалл датчика; 8 — контакты

Датчик термобиметаллического импульсного термометра (рис. 2) представляет собой латунный тонкостенный баллон 9, закрепленный в корпусе 6. Термобиметаллическая пластина 3 баллона закреплена на изоляторе 8 основания. На термобиметаллическую пластину намотана нагревательная обмотка 4, один конец которой соединен с контактом 2, а второй через контактор 5 подходит к выводному зажиму 7. Неподвижный контакт 1 соединен с корпусом 6 датчика.

Рис. 2. Датчик термобиметаллического импульсного термометра: 1 и 2 — контакты; 3 — термобиметаллическая пластина; 4 — обмотка; 5 — контактор; 6 — корпус; 7 — зажим; 8 — изолятор; 9 — баллон Рис. 3. Терморезисторный датчик температуры: 1 — баллон; 2 — зажим; 3 — пружина; 4 — терморезистор

Указатель термобиметаллического термометра по своей конструкции и принципу действия аналогичен термобиметаллическому указателю давления (рис. 1).

***



Устройство логометрического термометра

Логометрические термометры, также как и манометры состоят из датчика и указателя. Конструкция и принцип действия указателя логометрического термометра аналогичны конструкции указателя давления

Терморезисторный датчик к температуры (рис. 3) представляет собой латунный баллон 1, к плоскому донышку которого с помощью токоведущей пружины 3 прижат терморезистор 4, выполненный в виде таблетки.
Пружина 3 верхним концом соединена с зажимом 2 датчика и изолирована от стенки баллона специальной втулкой.
Сопротивление терморезистора значительно уменьшается при повышении температуры, что приводит к увеличению силы тока, проходящего через измерительные индукционные катушки логометрического указателя.

***

Сигнализаторы аварийной температуры

Применение на автомобиле дистанционного стрелочного термометра не гарантирует, что внезапное нарушение теплового режима двигателя будет сразу замечено водителем. Поэтому в дополнении к стрелочному термометру устанавливают сигнализатор аварийной температуры.
При этом если система охлаждения двигателя жидкостная, датчик сигнализатора температуры устанавливают в верхний бачок радиатора, а если на автомобиле двигатель с воздушным охлаждением (например, автомобили «ЗАЗ», «ЛуАЗ»), то датчик сигнализатора аварийной температуры устанавливают в смазочную систему и по температуре масла судят о температурном режиме двигателя.

Сигнализаторы применяют также для контроля температуры масла в автоматической коробке передач. Все используемые на автомобилях датчики сигнализаторов аварийной температуры биметаллические.

Конструкция датчика сигнализатора аварийной температуры охлаждающей жидкости, применяемого на автомобилях марки «КамАЗ», приведена на рис. 4 .
Датчик имеет массивный латунный корпус 7, на дне которого под прижимной шайбой 6 находится петлеобразная термобиметаллическая пластина 1 с контактом 5. В выводном зажиме 3, изолированном от корпуса 7, по резьбе можно перемещать тарельчатый контакт 4, тем самым устанавливая температуру замыкания контактов.

Рис. 4. Датчик сигнализатора аварийной температуры: 1 — термобиметаллическая пластина; 2 — изолятор; 3 — зажим; 4 — тарельчатый контакт; 5 — контакт; 6 — прижимная шайба; 7 — корпус

При достижении температуры охлаждающей жидкости 92…98 ˚С термобиметаллическая пластина разгибается и замыкает контакты 5 и 4, что приводит к включению контрольной лампочки на приборной панели.

Аналогичную конструкцию имеют датчики аварийного включения вентилятора системы охлаждения в современных автомобилях с электрическим приводом вентилятора. Основное отличие этих датчиков от рассмотренных выше заключается в наличии двух контактных выводов вместо одного.

***

Приборы для измерения уровня топлива


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Принцип действия датчика температуры охлаждающей жидкости

В датчиках температуры охлаждающей жидкости используются свойства металлов и полупроводников менять свое сопротивление при изменении температуры окружающей среды. Современные автомобили оснащены датчиками температуры, представляющими собой полупроводниковые резисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), — их сопротивление уменьшается с увеличением температуры окружающей среды. По сравнению с металлическими терморезисторами полупроводниковые обладают примерно в 10 раз большим значением ТКС, т.е. изменение температуры вызывает резкое изменение их сопротивления.

Датчик включается в электрическую цепь контрольного прибора. При изменении температуры ток проходящий через датчик, изменяется, что вызывает отклонение стрелки указателя контрольного прибора. Сопротивление терморезистора датчика нелинейно зависит от температуры.


рис 1.2—схема включения датчика температуры в цепь контрольного прибора Д-датчик, У-указатель, Uбс-
напряжение бортовой сети, Iд- ток протекающий через датчик.

Устройство, работа. Во всех отечественных автомобилях применяются указатели температуры
охлаждающей жидкости (термометры) логометрического типа (рис. 1.3.), принцип действия которых
основан на взаимодействии поля постоянного магнита 6 соединенного со стрелкой
2,с результирующим магнитным полем трех измерительных обмоток (1,3,4),по которым протекает
ток, причем величина тока в обмотке 1 зависит от сопротивления датчика.



рис 1.4 —Датчики температуры охлаждающей жидкости.
I-датчик-ТМ 100А, II-датчик ТМ 106, а- устройство, б-зависимость сопротивления от температуры, 1-
полупроводниковый терморизистор, 2-токоведущая пружина, 3- корпус, 4-вывод
Датчик термометра (рис. 1.4) представляет собой латунный или бронзовый баллон (корпус) 3, на
расширенной верхней части которого выполнены шестигранник под ключ и коническая резьба для
крепления датчика. К плоскому донышку баллона прижат терморезистор 1, выполненный в виде
таблетки. Между зажимом датчика и таблеткой установлена токоведущая пружина 2, которая
изолирована от стенки баллона При низкой температуре охлаждающей жидкости сопротивление
датчика велико, поэтому ток в обмотке 1 (см. рис. 1.3) и ее магнитный поток будут малы.
Вследствие действия результирующего магнитного потока всех трех обмоток постоянный магнит и
вместе с ним стрелка 2 повернуты в левую часть шкалы указателя. С увеличением температуры
охлаждающей жидкости сопротивление терморезистора уменьшается, увеличивается ток в
обмотке 1 и создаваемый ею магнитный поток. Результирующий магнитный поток обмоток также
изменяется, и стрелка 2 поворачивается в правую часть шкалы указателя.

Из этой рубрики…

Типы

, принцип работы и приложения

Все мы используем датчики температуры в повседневной жизни, будь то термометры, бытовые водонагреватели, микроволновые печи или холодильники. Обычно датчики температуры имеют широкий спектр применения, в том числе в области геотехнического мониторинга.

Датчики температуры — это простой прибор, который измеряет степень тепла или холода и преобразует ее в считываемые единицы. Но задумывались ли вы, как измеряется температура почвы, скважин, огромных бетонных дамб или зданий? Что ж, это достигается с помощью некоторых специализированных датчиков температуры.

Датчики температуры предназначены для регулярного контроля бетонных конструкций, мостов, железнодорожных путей, грунта и т. Д.

Здесь мы расскажем вам, что такое датчик температуры, как он работает, где он используется и какие бывают его типы.

Что такое датчики температуры?

Датчик температуры — это устройство, обычно термопара или резистивный датчик температуры, которое обеспечивает измерение температуры в читаемой форме с помощью электрического сигнала.

Термометр — это самая простая форма измерителя температуры, которая используется для измерения степени жара и прохлады.

Измерители температуры используются в геотехнической области для контроля бетона, конструкций, почвы, воды, мостов и т. Д. На предмет структурных изменений в них из-за сезонных колебаний.

Термопара (Т / С) изготовлена ​​из двух разнородных металлов, которые генерируют электрическое напряжение прямо пропорционально изменению температуры. RTD (резистивный датчик температуры) представляет собой переменный резистор, который изменяет свое электрическое сопротивление прямо пропорционально изменению температуры точным, воспроизводимым и почти линейным образом.

Для чего нужны датчики температуры?

Датчик температуры — это устройство, предназначенное для измерения степени жары или прохлады объекта. Работа измерителя температуры зависит от напряжения на диоде. Изменение температуры прямо пропорционально сопротивлению диода. Чем ниже температура, тем меньше сопротивление, и наоборот.

Сопротивление на диоде измеряется и преобразуется в считываемые единицы измерения температуры (Фаренгейт, Цельсий, Цельсия и т. Д.) и отображается в числовой форме над блоками считывания. В области геотехнического мониторинга эти датчики температуры используются для измерения внутренней температуры таких конструкций, как мосты, плотины, здания, электростанции и т. Д.

Для чего нужен датчик температуры? | Каковы функции датчика температуры?

Есть много типов датчиков температуры, но наиболее распространенный способ их классификации основан на режиме подключения, который включает в себя контактные и бесконтактные датчики температуры.

Контактные датчики включают термопары и термисторы, потому что они находятся в прямом контакте с объектом, который они должны измерять. А бесконтактные датчики температуры измеряют тепловое излучение, выделяемое источником тепла. Такие измерители температуры часто используются в опасных средах, таких как атомные электростанции или тепловые электростанции.

В геотехническом мониторинге датчики температуры измеряют теплоту гидратации в массивных бетонных конструкциях. Их также можно использовать для мониторинга миграции грунтовых вод или просачивания.Одна из наиболее распространенных областей, где они используются, — это время отверждения бетона, потому что он должен быть относительно теплым, чтобы схватиться и затвердеть должным образом. Сезонные колебания вызывают расширение или сжатие конструкции, тем самым изменяя ее общий объем.

Как работает датчик температуры?

Основным принципом работы датчиков температуры является напряжение на выводах диода. Если напряжение увеличивается, температура также повышается, за чем следует падение напряжения между выводами транзистора базы и эмиттера в диоде.

Помимо этого, Encardio-Rite имеет датчик температуры с вибрирующей проволокой, который работает по принципу изменения напряжения в результате изменения температуры.

Измеритель температуры с вибрирующей проволокой разработан по принципу, согласно которому разнородные металлы имеют разный линейный коэффициент расширения при изменении температуры.

Он в основном состоит из магнитной, растянутой проволоки с высокой прочностью на растяжение, два конца которой прикреплены к любому разнородному металлу таким образом, что любое изменение температуры напрямую влияет на натяжение проволоки и, следовательно, на ее собственную частоту колебаний.

В случае измерителя температуры Encardio-Rite разнородным металлом является алюминий (алюминий имеет больший коэффициент теплового расширения, чем сталь). Поскольку сигнал температуры преобразуется в частоту, то же устройство считывания используется для другие датчики с вибрирующей проволокой также могут использоваться для контроля температуры.

Изменение температуры регистрируется специально созданным датчиком с вибрирующей проволокой Encardio-rite и преобразуется в электрический сигнал, который передается в виде частоты на считывающее устройство.

Частота, которая пропорциональна температуре и, в свою очередь, напряжению «σ» в проволоке, может быть определена следующим образом:

f = 1/2 [σg / ρ] / 2l Гц

Где:

σ = натяжение проволоки

g = ускорение свободного падения

ρ = плотность проволоки

l = длина провода

Какие бывают типы датчиков температуры?

Доступны датчики температуры различных типов, форм и размеров.Два основных типа датчиков температуры:

Датчики температуры контактного типа : Есть несколько измерителей температуры, которые измеряют степень тепла или холода в объекте, находясь в непосредственном контакте с ним. Такие датчики температуры относятся к категории контактных. Их можно использовать для обнаружения твердых тел, жидкостей или газов в широком диапазоне температур.

Бесконтактные датчики температуры : Эти типы измерителей температуры не находятся в прямом контакте с объектом, а измеряют степень тепла или холода посредством излучения, испускаемого источником тепла.

Контактные и бесконтактные датчики температуры делятся на:

Термостаты

Термостат — это датчик температуры контактного типа, состоящий из биметаллической полосы, состоящей из двух разнородных металлов, таких как алюминий, медь, никель или вольфрам.

Разница в коэффициентах линейного расширения обоих металлов заставляет их производить механическое изгибающее движение, когда они подвергаются нагреву.

Термисторы

Термисторы или термочувствительные резисторы — это те, которые меняют свой внешний вид при изменении температуры.Термисторы изготовлены из керамического материала, такого как оксиды никеля, марганца или кобальта, покрытого стеклом, что позволяет им легко деформироваться.

Большинство термисторов имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC), что означает, что их сопротивление уменьшается с повышением температуры. Но есть несколько термисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC), и их сопротивление увеличивается с повышением температуры.

Резистивные датчики температуры (RTD)

ТС

— это точные датчики температуры, которые состоят из проводящих металлов высокой чистоты, таких как платина, медь или никель, намотанных в катушку.Электрическое сопротивление RTD изменяется аналогично сопротивлению термистора.

Термопары

Один из наиболее распространенных датчиков температуры включает термопары из-за их широкого рабочего диапазона температур, надежности, точности, простоты и чувствительности.

Термопара обычно состоит из двух спаях разнородных металлов, таких как медь и константан, которые сварены или обжаты вместе. Один из этих переходов, известный как холодный спай, поддерживается при определенной температуре, в то время как другой является измерительным переходом, известным как горячий спай.

Под воздействием температуры на переходе возникает падение напряжения.

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

Термистор — это, по сути, чувствительный датчик температуры, который точно реагирует даже на незначительные изменения температуры. Он обеспечивает огромную стойкость при очень низких температурах. Это означает, что как только температура начинает повышаться, сопротивление начинает быстро падать.

Из-за большого изменения сопротивления на градус Цельсия даже небольшое изменение температуры точно отображается термистором с отрицательным температурным коэффициентом (NTC).Из-за этого экспоненциального принципа работы требуется линеаризация. Обычно они работают в диапазоне от -50 до 250 ° C.

Полупроводниковые датчики

Датчик температуры на основе полупроводника работает с двойными интегральными схемами (ИС). Они содержат два одинаковых диода с температурно-чувствительными характеристиками напряжения и тока для эффективного измерения изменений температуры.

Однако они дают линейный выходной сигнал, но менее точны при температуре от 1 ° C до 5 ° C. Они также демонстрируют самую медленную реакцию (от 5 до 60 с) в самом узком температурном диапазоне (от -70 ° C до 150 ° C).

Датчик температуры вибрирующей проволоки модели ETT-10V

Измеритель температуры с вибрирующей проволокой Encardio-rite Model ETT-10V используется для измерения внутренней температуры в бетонных конструкциях или в воде. Он имеет разрешение лучше 0,1 ° C и работает аналогично термопарным датчикам температуры. Он также имеет диапазон высоких температур от -20 o до 80 o C.

Технические характеристики измерителя температуры вибрирующей проволоки ЭТТ-10В
Тип датчика Pt 100
Диапазон -20 o до 80 o C
Точность ± 0.Стандарт 5% полной шкалы; ± 0,1% полной шкалы опционально
Размеры (Φ x L) 34 x 168 мм
Зонд
термистора сопротивления модели ЭТТ-10ТХ

Температурный датчик сопротивления Encardio-rite модели ETT-10TH представляет собой водостойкий температурный датчик малой массы для измерения температуры от –20 до 80 ° C. Благодаря низкой тепловой массе он имеет быстрое время отклика.

Датчик температуры сопротивления модели

ETT-10TH специально разработан для измерения температуры поверхности стали и измерения температуры поверхности бетонных конструкций.ETT-10TH может быть встроен в бетон для измерения объемной температуры внутри бетона и даже может работать под водой.

Термопреобразователи сопротивления ETT-10TH полностью взаимозаменяемы. Показания температуры не будут отличаться более чем на 1 ° C в указанном диапазоне рабочих температур. Это позволяет использовать один индикатор с любым датчиком ETT-10TH без повторной калибровки.

Индикатор с вибрирующей проволокой EDI-51V модели

Encardio-rite при использовании с ETT-10TH напрямую показывает температуру зонда в градусах Цельсия.

Как работает зонд термистора сопротивления модели ETT-10TH?
Датчик температуры

ETT-10TH состоит из термисторной эпоксидной смолы с согласованной температурной кривой, заключенной в медную трубку для более быстрого теплового отклика и защиты окружающей среды. Трубка сплющена на конце, чтобы ее можно было прикрепить к любой достаточно плоской металлической или бетонной поверхности для измерения температуры поверхности.

Плоский наконечник зонда можно прикрепить к большинству поверхностей с помощью легко доступных двухкомпонентных эпоксидных клеев.При желании зонд также можно прикрепить болтами к поверхности конструкции.

Датчик температуры снабжен четырехжильным кабелем, который используется в качестве стандарта во всех тензодатчиках Encardio-rite с вибрирующей проволокой. Провода белого и зеленого цвета используются для термистора, как и другие датчики с вибрирующим проводом Encardio-rite.

Пара красных и черных проводов не используется. Единая цветовая схема для разных датчиков упрощает безошибочное соединение с терминалом регистратора данных.

Технические характеристики модели ETT-10TH
Тип датчика Термистор NTC, согласованный по кривой R-T, эквивалент YSI 44005
Диапазон -20 o до 80 o C
Точность 1 или С
Материал корпуса Медь луженая
Кабель 4-х жильный в оболочке из ПВХ
Датчик температуры RTD, модель ETT-10PT

Датчик температуры RTD (резистивный датчик температуры) ETT-10PT состоит из керамического резистивного элемента (Pt.100) с европейским стандартом калибровки кривой DIN IEC 751 (бывший DIN 43760). Элемент сопротивления заключен в прочную трубку из нержавеющей стали с закрытым концом, которая защищает элемент от влаги.

Как работает датчик температуры RTD модели ETT-10PT?

Температурный датчик сопротивления работает по принципу, согласно которому сопротивление датчика является функцией измеренной температуры. Платиновый RTD обладает очень хорошей точностью, линейностью, стабильностью и воспроизводимостью.

Датчик температуры сопротивления модели ETT-10PT снабжен трехжильным экранированным кабелем.Красный провод обеспечивает одно соединение, а два черных провода вместе — другое. Таким образом достигается компенсация сопротивления проводов и температурных изменений сопротивления проводов. Показания резистивного датчика температуры легко считываются с помощью цифрового индикатора температуры RTD.

Нажмите кнопку редактирования, чтобы изменить этот текст. Lorem ipsum dolor sit amet, conctetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Технические характеристики датчика RTD модели ETT-10PT
Тип датчика Pt 100
Диапазон -20 o до 80 o C
Точность ± (0.3 + 0,005 * т) или С
Калибровка DIN IEC 751
Кривая (европейская) 0,00385 Ом / Ом / o C
Размеры (Φ x L) 8 x 135 мм
Кабель 3-жильный экранированный
Термопара Encardio-Rite

Encardio-rite предлагает термопару Т-типа (медь-константан) для измерения внутренней температуры в бетонных конструкциях.Он состоит из двух разнородных металлов, соединенных одним концом. Когда соединение двух металлов нагревается или охлаждается, создается напряжение, которое может быть обратно соотнесено с температурой.

Измерение с помощью термопары состоит из провода термопары с двумя разнородными проводниками (медь-константан), соединенными на одном конце для образования горячего спая. Этот конец защищен от коррозии и помещен в требуемые места для измерения температуры.

Другой конец провода термопары подсоединяется к подходящему разъему термопары для образования холодного спая.Показания термопары отображают прямое считывание температуры в месте установки и автоматически компенсируют температуру на холодном спайе.

Технические характеристики термопары Encardio-Rite
Тип провода Т-медь-константан
Изоляция проводов PFA тефлон C
Температура горячего спая до 260 o C (макс.)
Тип разъема Миниатюрный Стеклонаполненный нейлон
Рабочая температура -20 o до 100 o C
Температура холодного спая Окружающий

Где используется датчик температуры?

Область применения датчика температуры:

  1. Датчики температуры используются для проверки проектных предположений, что способствует более безопасному и экономичному проектированию и строительству.
  2. Они используются для измерения повышения температуры в процессе твердения бетона.
  3. Они могут измерять температуру горных пород вблизи резервуаров для хранения сжиженного газа и при проведении операций по замораживанию грунта.
  4. Датчики температуры также могут измерять температуру воды в резервуарах и скважинах.
  5. Его можно использовать для интерпретации температурных напряжений и изменений объема в плотинах.
  6. Их также можно использовать для изучения влияния температуры на другие установленные приборы.

Преимущества датчиков температуры Encardio-Rite

  1. Датчик температуры Encardio-Rite является точным, недорогим и чрезвычайно надежным.
  2. Они подходят как для поверхностного монтажа, так и для встраиваемых систем.
  3. Низкая тепловая масса сокращает время отклика.
  4. Датчик температуры вибрирующей проволоки полностью взаимозаменяемый; один индикатор может считывать данные со всех датчиков.
  5. Имеет водонепроницаемый корпус со степенью защиты IP-68.
  6. Они поставляются с индикаторами, которые легко доступны для прямого отображения температуры.
  7. Датчики температуры обладают отличной линейностью и гистерезисом.
  8. Технология вибрирующей проволоки обеспечивает долгосрочную стабильность, быстрое и легкое считывание.
  9. Датчики герметично закрыты электронно-лучевой сваркой с вакуумом около 1/1000 Торр.
  10. Они подходят для удаленного чтения, сканирования, а также регистрации данных.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между датчиком температуры и преобразователем температуры?

Датчик температуры — это прибор, используемый для измерения степени нагрева или прохлады объекта, тогда как датчик температуры — это устройство, которое сопрягается с датчиком температуры для передачи сигналов в удаленное место для мониторинга и управления.

Это означает, что термопара, RTD или термистор подключены к регистратору данных для получения данных в любом удаленном месте.

Как измеряется температура в бетонной плотине?

За исключением процедуры, принятой во время строительства, наибольший фактор, вызывающий напряжение в массивном бетоне, связан с изменением температуры. Следовательно, для анализа развития термического напряжения и контроля искусственного охлаждения необходимо отслеживать изменение температуры бетона во время строительства.

Для этого необходимо точно измерить температуру во многих точках конструкции, в воде и в воздухе. Должно быть встроено достаточное количество датчиков, чтобы получить правильную картину распределения температуры в различных точках конструкции.

В большой бетонной плотине типичная схема заключается в размещении датчика температуры через каждые 15-20 м по поперечному сечению и через каждые 10 м по высоте. Для небольших плотин интервал может быть уменьшен. Температурный зонд, помещенный в верхнем бьефе плотины, оценивает температуру водохранилища, поскольку она меняется в течение года.

Это намного проще, чем то и дело ронять термометр в резервуар, чтобы проводить наблюдения. Во время эксплуатации бетонной плотины суточные и сезонные изменения окружающей среды наносят ущерб развитию термических напряжений в конструкции. Эффект более выражен на стороне нисходящего потока. Несколько датчиков температуры должны быть размещены рядом и в нижней части бетонной плотины для оценки быстрых суточных и еженедельных колебаний температуры.

Какой датчик температуры самый точный?

RTD — самый точный датчик температуры. Платиновый RTD имеет очень хорошую точность, линейность, стабильность и воспроизводимость по сравнению с термопарами или термисторами.

Что такое термопара?

Термопара — это тип датчика температуры, который используется для измерения внутренней температуры объекта.

Существует три закона для термопар, как указано ниже:

Закон однородного материала

Если все провода и термопара сделаны из одного материала, изменения температуры в проводке не влияют на выходное напряжение.Следовательно, необходимы провода, изготовленные из различных материалов.

Закон промежуточных материалов

Сумма всех термоэлектрических сил в цепи с несколькими разнородными материалами при постоянной температуре равна нулю. Это означает, что если третий материал добавляется при той же температуре, новый материал не генерирует никакого сетевого напряжения.

Закон последовательных или промежуточных температур

Если два неоднородных однородных материала создают термоэдс 1, когда переходы находятся в точках T1 и T2, и создают термоэдс 2, когда переходы находятся в точках T2 и T3, то ЭДС, генерируемая, когда переходы находятся в точках T1 и T3, будет равна ЭДС1 + ЭДС2

Как проверить датчик температуры?

В Encardio-Rite есть специализированные камеры для испытания температуры (с уже известными системами контроля температуры и температуры) для проверки точности и качества наших датчиков температуры.

Это все о датчиках температуры, их различных типах, областях применения, использовании, а также о принципе работы. Сообщите нам свои вопросы в разделе комментариев ниже.

Датчики температуры

: типы, принцип работы и применение | by Encardio rite

Датчики температуры: типы, принцип работы и применение

10 июля 2019 г.

Мы все используем датчики температуры в повседневной жизни, будь то термометры, бытовые водонагреватели, микроволновые печи и т. д. или холодильники.Обычно датчики температуры имеют широкий спектр применения, в том числе в области геотехнического мониторинга.

Датчики температуры — это простой прибор, который измеряет степень тепла или холода и преобразует ее в считываемые единицы. Но задумывались ли вы, как измеряется температура почвы, скважин, огромных бетонных дамб или зданий? Что ж, это достигается с помощью некоторых специализированных датчиков температуры.

Датчики температуры предназначены для регулярного контроля бетонных конструкций, мостов, железнодорожных путей, грунта и т. Д.

Здесь мы расскажем вам, что такое датчик температуры, как он работает, где он используется и какие бывают его типы.

Что такое датчики температуры?

Датчик температуры — это устройство, обычно термопара или резистивный датчик температуры, которое обеспечивает измерение температуры в читаемой форме с помощью электрического сигнала.

Термометр — это самая простая форма измерителя температуры, которая используется для измерения степени жара и холода.

Измерители температуры используются в геотехнической области для контроля бетона, конструкций, почвы, воды, мостов и т. Д. На предмет структурных изменений в них из-за сезонных колебаний.

Термопара (Т / С) изготовлена ​​из двух разнородных металлов, которые генерируют электрическое напряжение прямо пропорционально изменению температуры. RTD (резистивный датчик температуры) представляет собой переменный резистор, который изменяет свое электрическое сопротивление прямо пропорционально изменению температуры точным, воспроизводимым и почти линейным образом.

Что делают датчики температуры?

Датчик температуры — это устройство, предназначенное для измерения степени нагрева или охлаждения объекта. Работа измерителя температуры зависит от напряжения на диоде. Изменение температуры прямо пропорционально сопротивлению диода. Чем ниже температура, тем меньше сопротивление, и наоборот.

Сопротивление на диоде измеряется и преобразуется в считываемые единицы температуры (Фаренгейт, Цельсий, Цельсия и т. Д.)) и отображается в числовой форме над блоками считывания. В области геотехнического мониторинга эти датчики температуры используются для измерения внутренней температуры таких конструкций, как мосты, плотины, здания, электростанции и т. Д.

Для чего используется датчик температуры? | Каковы функции датчика температуры?

Что ж, существует много типов датчиков температуры, но наиболее распространенный способ их классификации основан на режиме подключения, который включает в себя контактные и бесконтактные датчики температуры.

Контактные датчики включают в себя термопары и термисторы, поскольку они находятся в непосредственном контакте с объектом, который они должны измерять. А бесконтактные датчики температуры измеряют тепловое излучение, выделяемое источником тепла. Такие измерители температуры часто используются в опасных средах, таких как атомные электростанции или тепловые электростанции.

В геотехническом мониторинге датчики температуры измеряют теплоту гидратации в массивных бетонных конструкциях. Их также можно использовать для мониторинга миграции грунтовых вод или просачивания.Одна из наиболее распространенных областей, где они используются, — это время отверждения бетона, потому что он должен быть относительно теплым, чтобы схватиться и затвердеть должным образом. Сезонные колебания вызывают расширение или сжатие конструкции, тем самым изменяя ее общий объем.

Как работает датчик температуры?

Основным принципом работы датчиков температуры является напряжение на выводах диода. Если напряжение увеличивается, температура также повышается, за чем следует падение напряжения между выводами транзистора базы и эмиттера в диоде.

Кроме того, Encardio-Rite имеет датчик температуры с вибрирующей проволокой, работающий по принципу изменения напряжения из-за изменения температуры.

Измеритель температуры с вибрирующей проволокой разработан по принципу, согласно которому разнородные металлы имеют разный линейный коэффициент расширения при изменении температуры.

Он в основном состоит из магнитной растянутой проволоки с высокой прочностью на разрыв, два конца которой прикреплены к любому разнородному металлу таким образом, что любое изменение температуры напрямую влияет на натяжение проволоки и, следовательно, на ее собственную частоту вибрации. .

В случае измерителя температуры Encardio-Rite разнородным металлом является алюминий (алюминий имеет больший коэффициент теплового расширения, чем сталь). Поскольку сигнал температуры преобразуется в частоту, используется тот же блок считывания. другие датчики с вибрирующей проволокой также могут использоваться для контроля температуры.

Изменение температуры регистрируется специально созданным датчиком вибрирующей проволоки Encardio-rite и преобразуется в электрический сигнал, который передается в виде частоты на устройство считывания.

Частота, которая пропорциональна температуре и, в свою очередь, напряжению σ в проволоке, может быть определена следующим образом:

f = 1/2 [σg / ρ] / 2l Гц

Где :

σ = натяжение проволоки

g = ускорение свободного падения

ρ = плотность проволоки

l = длина проволоки

Какие существуют датчики температуры?

Доступны датчики температуры различных типов, форм и размеров.Двумя основными типами датчиков температуры являются:

Датчики температуры контактного типа : Есть несколько измерителей температуры, которые измеряют степень нагрева или охлаждения объекта, находясь в непосредственном контакте с ним. Такие датчики температуры относятся к категории контактных. Их можно использовать для обнаружения твердых тел, жидкостей или газов в широком диапазоне температур.

Бесконтактные датчики температуры : Эти типы измерителей температуры не находятся в прямом контакте с объектом, а измеряют степень тепла или холода посредством излучения, испускаемого источником тепла.

Контактные и бесконтактные датчики температуры подразделяются на:

Термостаты

Термостат — это датчик температуры контактного типа, состоящий из биметаллической полосы, состоящей из двух разнородных металлов, таких как алюминий, медь, никель. , или вольфрам.

Разница в коэффициентах линейного расширения обоих металлов заставляет их производить механическое изгибающее движение, когда они подвергаются нагреву.

Термисторы

Термисторы или термочувствительные резисторы — это те, которые меняют свой внешний вид при изменении температуры.Термисторы изготовлены из керамического материала, такого как оксиды никеля, марганца или кобальта, покрытого стеклом, что позволяет им легко деформироваться.

Большинство термисторов имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC), что означает, что их сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Но есть несколько термисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC), и их сопротивление увеличивается с повышением температуры.

Резистивные датчики температуры (RTD)

RTD — это точные датчики температуры, которые состоят из проводящих металлов высокой чистоты, таких как платина, медь или никель, намотанных в катушку.Электрическое сопротивление RTD изменяется аналогично сопротивлению термистора.

Термопары

Один из наиболее распространенных датчиков температуры включает термопары из-за их широкого диапазона рабочих температур, надежности, точности, простоты и чувствительности.

Термопара обычно состоит из двух соединений разнородных металлов, таких как медь и константан, которые сварены или обжаты вместе. Один из этих переходов, известный как холодный спай, поддерживается при определенной температуре, в то время как другой является измерительным переходом, известным как горячий спай.

Под воздействием температуры на переходе возникает падение напряжения.

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

Термистор в основном является чувствительным к температуре .. (Подробнее)

Курсы PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Рассел Бейли, П.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации. «

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно воспользуюсь вашими услугами снова.

проеду по вашей роте

имя другим на работе «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, а курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на изучение

материал. «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

по «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор

организация. «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо ».

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

Предоставлено фактических случаев »

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании оборудования «очень полезен.Модель

Тест потребовал исследований в

документ но ответы были

в наличии »

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением ожидаю сдачи дополнительных

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать. «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время исследовать где на

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, П.Е.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. «

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

пониженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

коды и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительных

Сертификация . «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал был кратким и

в хорошем состоянии »

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна »

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Строительство курс и

очень рекомендую

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлен. «

Юджин Брэкбилл, П.Е.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загрузить учебные материалы на

.

обзор везде и

всякий раз.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и всесторонний ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по телефону

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернись, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материалы для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

свидетельство. Спасибо за изготовление

процесс простой. »

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

один час PDH в

один час «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, требующий

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

Свидетельство . «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по телефону

.

многие различные технические зоны за пределами

по своей специализации без

надо ехать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Принцип работы датчика температуры

и его применение • Зонды Blaze

NewsTemperature Sensor

Термопары, резистивные датчики температуры (RTD), термисторы, инфракрасные и полупроводниковые датчики.

Что такое датчик температуры?

Обычно датчик температуры представляет собой термопару или резистивный датчик температуры (RTD), который собирает температуру из определенного источника и преобразует собранную информацию в понятный для прибора или наблюдателя тип.Датчики температуры используются в нескольких приложениях, а именно в системах контроля окружающей среды в системах высокого напряжения и переменного тока, в лабораторных устройствах, на предприятиях пищевой промышленности, в системах обработки химикатов, в системах управления, в автомобильном мониторинге под капотом и т. Д.

Датчик температуры

Наиболее частый тип датчика температуры — термометр, используемый для определения температуры твердых тел, жидкостей и газов. Он также в основном используется в ненаучных целях, так как не очень точен. Различные типы датчиков классифицируются по чувствительной способности датчика, а также по диапазону применения.К различным типам датчиков температуры относятся следующие.
Датчик температуры LM35
LM35 — это один из видов широко используемых датчиков температуры, которые можно использовать для измерения температуры с помощью электрического o / p, сравниваемого с температурой (в ° C). Он может измерять температуру более правильно, чем термистор. Этот датчик генерирует более высокое выходное напряжение, чем термопары, и может не нуждаться в усилении выходного напряжения. LM35 имеет выходное напряжение, пропорциональное температуре по Цельсию.Масштабный коэффициент составляет 0,01 В / ° C.

Датчик температуры LM35

LM35 не требует внешней калибровки и поддерживает точность +/- 0,4 ° C при комнатной температуре и +/- 0,8 ° C в диапазоне от 0 ° C до + 100 ° C. Еще одной важной характеристикой этого датчика является то, что он потребляет от источника питания всего 60 мкА и имеет низкую способность к самонагреву. Датчик температуры LM35 доступен во многих различных корпусах, таких как металлический корпус T0-46, подобный транзистору, пластиковый транзисторный корпус TO-92, 8-выводный корпус SO-8 для поверхностного монтажа, небольшой контур.Первоисточник: https://www.efxkits.us/lm35-temperature-sensor-circuit-working/]]>

датчиков температуры



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, спроектированными 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.Несмотря на то что 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 использоваться 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 через резистивный провод течет ток, его температура увеличивается. Это повышение температуры приводит к расширению проволоки в длина. Когда длина увеличивается, подвижная рука 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 друг на друга, у них разная скорость расширения. Это вызывает полосу гнуться или коробиться при нагревании (Fgr.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 откалиброванную 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 полосы станет достаточно большой, он преодолевает силу магнита, и контакты размыкаются.


Fgr. 7 Биметаллическая полоска, 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» выдает нулевое напряжение 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 возрастает 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 «термический резистор». 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 чтобы 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, протекающий 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. падение 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 рис.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 с измерителем.

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. Какой тип химического вещества используется, чтобы вызвать изменение давления в сильфонном типе термостат?

Схема, типы, преимущества и недостатки

В повседневной жизни мы все используем различные типы датчиков. Исходя из этого, датчик температуры — это один из видов датчиков, который наиболее часто используется в различных формах, таких как микроволны, водонагреватели, холодильники, термометры и т. Д.Как правило, эти типы датчиков используются в широком спектре приложений для измерения количества тепла или холода устройства и преобразования его в считываемые единицы.

Вы знаете, как измеряется температура в зданиях, плотинах, скважинах, грунте? Что ж, это можно сделать с помощью специального датчика температуры, который рассчитывает показания температуры с помощью электрических сигналов. В этой статье обсуждается обзор датчиков температуры и их работа с типами и приложениями.

Что такое датчик температуры?

Датчик, который используется для измерения или поддержания фиксированной температуры в любом устройстве, известен как датчик температуры. Этот вид датчика играет ключевую роль в различных приложениях. Физические измерения, такие как температура, являются наиболее распространенными в промышленных приложениях. Датчик температуры обеспечивает измерение температуры в четкой форме с помощью электрического сигнала.

Датчик температуры

Эти типы датчиков доступны в различных формах, которые используются для различных методов управления температурой.Работа датчика температуры в основном зависит от напряжения на выводах диода. Итак, изменение температуры прямо пропорционально сопротивлению диода.

Измерение сопротивления на выводах диода может быть выполнено и для изменения считываемых единиц измерения температуры, таких как Цельсий, Фаренгейт, Цельсия и выставленных в виде числовых единиц измерения. В области геотехнического мониторинга датчики температуры используются для расчета внутренней температуры различных конструкций, таких как здания, плотины, мосты, электростанции и т. Д.

Цепь датчика температуры

Принципиальная схема реле, использующего датчик температуры, показана ниже. Как только цепь нагреется, реле включит нагрузку. К этому реле может быть приложено любое напряжение, например, устройство 110 В переменного тока, 220 В переменного или постоянного тока, чтобы мы могли постоянно контролировать его по предпочтительной температуре. Эта схема проста и дешева в сборке. Для новичков в электронике это идеальная схема.

Цепь датчика температуры с релейным переключателем

Необходимыми компонентами для создания этой цепи датчика температуры являются входной источник постоянного тока 9 В постоянного тока, термистор 10 кОм, транзистор BC547B, реле 6 В, диод 1N4007 и переменный резистор 20 кОм.Работа этой схемы может осуществляться от батареи на 9 В, адаптера или трансформатора. Эта схема включает 2 транзистора BC547B, как пара Дарлингтона. Таким образом, с помощью этих транзисторов можно увеличить чувствительность схемы, а также коэффициент усиления.

Требуемый диапазон нагрева можно отрегулировать с помощью переменного резистора, на котором вы хотите активировать свое реле. В этой схеме ключевую роль играет термистор, поскольку он обнаруживает тепло. Эта схема работает довольно просто. Как только термистор нагревается, его сопротивление уменьшается, что позволяет протеканию тока активировать транзисторы.

Как только оба транзистора сработают, они позволяют напряжению, подаваемому на реле, активироваться. Итак, теперь нагрузка, подключенная к этому реле, будет активирована. Эта схема очень полезна, как и вентилятор при желаемой температуре. Он активирует тревогу в экстренных случаях, когда не хочется перегреваться.

Типы датчиков температуры

Датчик температуры подразделяется на два типа: контактный и бесконтактный, при этом датчики контактного типа в основном используются в опасных зонах.Кроме того, эти типы датчиков подразделяются на различные типы, которые обсуждаются ниже.

Датчик температуры контактного типа

Датчик температуры контактного типа используется для определения величины температуры внутри объекта посредством прямого физического контакта с ним. Эти датчики могут использоваться для обнаружения твердых тел, жидкостей и других газов в широком диапазоне температур. Доступны датчики температуры контактного типа различных типов, такие как RTD, термопары, термометры, термисторы и т. Д.

Среди них термопары, как правило, менее дорогие из-за использования простых материалов и моделей. Другой тип датчика — это термистор, сопротивление которого уменьшается при повышении температуры.

Термопара

Самым популярным и часто используемым датчиком температуры является термопара благодаря своей чувствительности, точности, широкому диапазону температур, простоте и надежности. Как правило, этот тип датчика включает в себя две разные металлические секции, такие как медь и константан, которые соединяются в процессе сварки.

Термопара

Конструкция этого датчика может быть выполнена из двух разных металлов, которые соединены двумя проводами в двух точках. Напряжение между этими проводами повторяет изменение температуры. Хотя, по сравнению с RTD, точность будет меньше. Диапазон температур этого датчика составляет от -200 ° C до -1750 ° C, но это дорого.

Когда соединение двух металлов охлаждается или нагревается, может образовываться напряжение, которое может быть снова подключено к температуре.ТАК это называется термоэлектрическим эффектом. Как правило, они недорогие, если их материалы и конструкция просты.

Выход термопары в основном зависит от ее типа, при этом обычные термопары подразделяются на различные типы, такие как K, J, T, N и E, которые называются термопарами из недрагоценных металлов. Термопары типа S, B и R называются термопарами из благородных металлов, а термопары типа C и D называются термопарами из тугоплавкого металла.

Диапазон температур термопары зависит от ее типов, как показано ниже.

  • Диапазон температур термопары типа J составляет от 0 ° до 750 ° C
  • Диапазон температур термопары типа K составляет от -200 ° до 1250 ° C
  • Диапазон температур типа E Диапазон температур термопары от -200 ° до 900 ° C
  • Диапазон температур термопары типа T составляет от -250 ° до 350 ° C
  • Диапазон температур термопары типа N составляет от 0 ° до 1250 ° C
Термисторы

Термисторы также известны как термочувствительные резисторы, изготовленные из керамических материалов, таких как оксиды металлов, покрытые стеклом.Принцип работы термистора заключается в том, что при повышении температуры его сопротивление увеличивается.

Термисторный датчик

В соответствии с принципом он делится на два типа, например, положительный температурный коэффициент (PTC) и отрицательный температурный коэффициент (NTC). При положительном температурном коэффициенте, когда температура материала увеличивается, сопротивление будет увеличиваться, тогда как в NTC температура снижается, тогда сопротивление будет уменьшено.Сопротивление термистора будет увеличиваться при повышении температуры.

Этот тип датчика температуры демонстрирует предсказуемые, точные и огромные изменения при изменении различных температур. Огромное изменение — это не что иное, как температура быстро и точно отразится. Термисторы более точны по сравнению с термопарами. Эти датчики изготовлены из полимеров или керамики.

Термостаты

Датчик этого типа включает биметаллический сегмент, который выполнен с использованием двух разнородных металлов, таких как никель, алюминий, медь или вольфрам.Эти металлы можно соединить вместе, образуя биметаллическую полосу. Основной принцип работы термостата зависит от различия в коэффициенте линейного расширения металлов. Таким образом, это заставляет их производить механическое движение из-за увеличения тепла.

Термостат

Биметаллическая полоса используется в качестве электрического переключателя в термостатических регуляторах. Широко используется для управления нагревательными элементами горячей воды в котлах, резервуарах для горячей воды, печах; радиаторные системы охлаждения в автомобилях и т. д.

RTD или резистивный датчик температуры

Конструирование резистивного датчика температуры может быть выполнено из точно проводящих металлов, таких как платина, заключенных в катушку. Электрическое сопротивление RTD изменяется при изменении температуры. RTD также называется термометром сопротивления и рассчитывает температуру через сопротивление элемента RTD, используя температуру.

RTD

RTD или резистивные датчики температуры представляют собой металлическую фольгу термисторов и являются наиболее точным и дорогим типом датчиков температуры.RTD имеет PTC (положительный температурный коэффициент), но отличается от термистора. Выходной сигнал очень линейный, обеспечивая очень точные измерения температуры.

Обычно резистивные датчики температуры конструируются из платины, известной как PRT или платиновый термометр сопротивления. Чаще всего используется датчик типа Pt100, который имеет типичное значение сопротивления, например 100 Ом при 0 ° C.

ICS на основе полупроводников

Эти типы интегральных схем на основе температурных датчиков доступны в двух различных типах, например, местного температурного и удаленного цифрового типа.Тип локальной температуры IC используется для расчета их температуры на основе физических свойств транзистора. Дистанционный цифровой тип используется для расчета температуры внешнего транзистора.

Местные датчики температуры используют либо аналоговые, либо цифровые выходы. Аналоговые выходы представляют собой ток или напряжение, тогда как цифровые выходы можно наблюдать в различных форматах, таких как SMBus, I²C, SPI и 1-Wire. Эти датчики определяют температуру на печатных платах. Небольшой датчик температуры, такой как MAX31875, можно использовать в различных приложениях с батарейным питанием.

Дистанционные цифровые датчики температуры работают аналогично локальным датчикам температуры, которые используют физические свойства транзистора. Основное отличие состоит в том, что транзистор расположен подальше от ИС датчика. Некоторые FPGS и микропроцессоры содержат биполярный чувствительный транзистор для расчета температуры кристалла IC.

Термометры

Устройство, такое как термометр, используется для расчета температуры жидкостей, твердых тел или газов. Как следует из названия, это сочетание двух терминов, таких как термос и счетчик, где термо — это не что иное, как тепло.

Термометр содержит жидкость, например ртуть, или спирт в стеклянном цилиндре. Количество термометра линейно пропорционально температуре. Как только температура повышается, количество термометра также увеличивается.

Термометр

Когда жидкость термометра нагревается, она увеличивается в тонкой трубке. Этот термометр включает калиброванную шкалу, которая указывает температуру. Рядом со стеклянной трубкой термометра нанесены цифры, указывающие температуру при достижении ртутной линией этой точки.Эту температуру можно сохранить в таких шкалах, как Кельвин, Цельсий или Фаренгейт. Таким образом, всегда полезно записать, на какой масштаб настроен счетчик.

Бесконтактный датчик температуры

Бесконтактные или бесконтактные датчики температуры не соприкасаются с объектом. Таким образом, они рассчитывают температуру, используя излучение источника тепла. Распространенным типом бесконтактных датчиков является ИК (инфракрасный) датчик, и его основная функция заключается в удаленном обнаружении энергии объекта и создании сигнала для схемы, которая определяет температуру объекта с помощью точного плана калибровки.

Измерители такого типа не контактируют напрямую с целью, и они вычисляют количество тепла или холода в излучении, испускаемом источником тепла. Датчики температуры бесконтактного типа находят широкое применение. Во время пандемии Co-vid 19 его используют для проверки температуры людей.

Еще несколько датчиков температуры рассматриваются ниже.

Датчик температуры LM35

LM35 IC — это датчик температуры одного типа, который генерирует аналоговый сигнал, такой как выходной сигнал.Выход этой микросхемы изменяется в зависимости от температуры вокруг нее. Этот вид ИС очень мал по размеру, а также дешев. Основная функция этой ИС — вычислять температуру в любом месте от -55 ° C до -150 ° C.

Интерфейс этой ИС может быть выполнен с использованием любого микроконтроллера, который содержит функцию АЦП.
Эту ИС можно запитать, подав стабилизированное напряжение +5 В на вывод i / p, а вывод GND можно подключить к заземлению схемы.

Инфракрасный датчик температуры

Инфракрасный датчик температуры обнаруживает электромагнитные сигналы в диапазоне от 700 нм до 14000 нм.Когда ИК-спектр расширяется до 1 000 000 нм, эти датчики не рассчитывают более 14 000 нм. Работа ИК-датчиков может осуществляться путем фокусирования ИК-энергии, генерируемой объектом, на фотодетекторах.

Эти фотодатчики преобразуют энергию в электрический сигнал, сравнимый с инфракрасной энергией, генерируемой через объект. Потому что инфракрасная энергия, генерируемая любым объектом, может быть пропорциональна его температуре. Электрический сигнал обеспечивает точное считывание температуры объекта.ИК-сигналы поступают на ИК-датчик через пластиковое окошко.

Обычно пластик не пропускает через себя ИК-частоты; датчики используют прозрачную форму для определенных частот. Этот пластиковый материал отфильтровывает ненужные частоты для защиты электроники внутри ИК-датчика от грязи, пыли и т. Д.

Датчик температуры воды

Этот вид датчика позволяет блоку управления распознавать двигатель от перегрева или ненормального повышения температуры.Подключение этого датчика может быть выполнено в автомобилях рядом с термостатом в зависимости от производителя.

В некоторых автомобилях используются датчики температуры двух типов; один датчик используется для передачи данных от системы двигателя автомобиля к блоку управления, а другой — от блока управления к панели управления. Когда температура двигателя автомобиля изменяется, выходной сигнал потенциального несходства устройства также может быть изменен, и это можно рассчитать с помощью блока управления двигателем.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры охлаждающей жидкости или ECTS (датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя) или датчик ECT в основном используются для измерения температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения, которая показывает, какой температуры двигатель в машина тает. Датчик температуры охлаждающей жидкости работает через ЭБУ автомобиля, постоянно контролируя работу двигателя автомобиля при оптимальной температуре.

Для получения точных показаний температуры автомобиля блок управления двигателем передает регулируемое напряжение на CTS.Сопротивление датчика температуры охлаждающей жидкости изменяется в зависимости от температуры; вот так ЭБУ отслеживает изменение температуры.

ЭБУ использует это показание для расчета температуры охлаждающей жидкости и оттуда регулирует топливную смесь, впрыск топлива, синхронизацию зажигания и управляет после включения / выключения электрического вентилятора охлаждения. Эти данные также могут использоваться для передачи точных показаний температуры двигателя на панель управления.

Датчик температуры человеческого тела

Температура человеческого тела, такая как MAX30205, используется для расчета температуры человеческого тела.Этот датчик имеет точность до 0,1 ° C в диапазоне измерений от 37 ° C до 39 ° C и разрешение 16 бит. Этот датчик температуры человеческого тела имеет сигнализацию перегрева для включения вентилятора с помощью выходного гистерезиса ОС.

Этот датчик переводит измерения температуры в цифровую форму через АЦП и сигма-дельту. Датчик температуры MAX30205 имеет три строки выбора адреса с использованием 32 доступных адресов. Напряжение питания этого датчика находится в диапазоне от 2,7 В до 3,3 В, а ток питания составляет 600 мкА, а интерфейс с защитой от блокировки, совместимый с I2C, позволяет использовать его в различных приложениях.Эту ИС можно использовать в корпусе TDFN с 8 выводами и работать в диапазоне температур от 0 до +50 НЗ.

Преимущества

К преимуществам датчиков температуры относятся следующие.

  • Диапазон температур чрезвычайно широк: от -200oC до + 2500oC
  • Мостовая схема не требуется
  • Очень быстрое время отклика
  • Быстро реагирует при изменении температуры
  • Их легко спроектировать
  • Первоначальный стоимость меньше
  • Strong
  • Термопара измеряет температуру в диапазоне от -200oC до + 2500oC
  • RTD измеряет температуру в диапазоне от -200oC до + 850oC
  • Термистор измеряет температуру в диапазоне от -100oC до + 260oC
  • Датчики IC измеряют температуру в диапазоне от -45 ° C до 150 ° C
  • Термопара не требует дополнительного питания, они очень просты в конструкции и прочны, имеют меньшую стоимость и т. Д.
  • RTD имеют высокую точность, более стабильную, более линейную по сравнению с термопарой.
  • Термистор работает очень быстро и обеспечивает более высокую выходную мощность.
  • Датчики IC не дорогие, имеют максимальную мощность и более линейны по сравнению с другими типами.

Недостатки

К недостаткам температурного датчика можно отнести следующее.

  • К недостаткам термопар можно отнести; наименьшая стабильность, нелинейность, низкое напряжение, требуемый эталон, чувствительность и т. д.
  • Недостатки RTD: дорогой, абсолютное сопротивление лессовое, требуемый источник тока не такой сильный по сравнению с термопарой.
  • К недостаткам термистора относятся; требуемый источник тока, самонагрев, хрупкость, нелинейность, ограниченность опоры и т. д.
  • К недостаткам IC датчика относятся; работа медленная, требуется электропитание, самонагрев, конфигурации ограничены, температура до 150oC и т. д.

Приложения

К применениям датчиков температуры относятся следующие.

  • Они используются в электродвигателях, поверхностных плитах, бытовой технике, компьютерах, промышленном оборудовании, обогревающих электрических радиаторах, производстве продуктов питания, алкогольных алкотестерах и т.д. HVAC, теплообменники, калибровка и контрольно-измерительные приборы, промышленный процесс, бурение, системы отопления, энергия, лаборатория и т. Д.
  • Эти датчики используются для контроля температуры двигателя и управления работой двигателя.
  • Оператор бурения может контролировать температуру бурения в геотермальных условиях.
  • Эти датчики используются для защиты электрических кабелей от возгорания из-за перегрева.
  • Пользователь может проверить температуру воды, чтобы можно было управлять водонагревателем для экономии энергии.
  • Оператор может контролировать температуру подшипников и моторного масла.
  • С помощью этого датчика можно контролировать температуру в помещении, управляя системой охлаждения.

Итак, это все о датчике температуры и его работе. Датчики температуры в основном применяются в медицинских устройствах, кухонном оборудовании, автомобилях, компьютерах и другом оборудовании. Вот вопрос к вам, как проверить датчик температуры?

Как работает RTD?

«RTD» — это аббревиатура от «Resistance Temperature Detector». RTD — это тип датчика температуры, который может использоваться при производстве диапазона температурных датчиков Variohms.

Они доступны с различными значениями температуры / сопротивления в зависимости от требований приложения.

Как работает RTD?

RTD состоит из резистивного элемента и изолированных медных проводов. Чаще всего количество проводов — 2; однако некоторые RTD имеют 3 или 4 провода. Резистивный элемент — это датчик температуры RTD. Обычно это платина, потому что как материал он очень стабилен во времени, имеет широкий диапазон температур, обеспечивает почти линейную зависимость между температурой и сопротивлением и обладает химической инертностью.Никель или медь — также другие популярные варианты материала резистивного элемента.

RTD работает по основному принципу; с увеличением температуры металла увеличивается и сопротивление потоку электричества. Через датчик пропускается электрический ток, резистивный элемент используется для измерения сопротивления проходящему через него току. С увеличением температуры резистивного элемента увеличивается и электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление измеряется в Ом.Затем значение сопротивления можно преобразовать в температуру в зависимости от характеристик элемента. Типичное время отклика для RTD составляет от 0,5 до 5 секунд, что делает их пригодными для приложений, где немедленный отклик не требуется.

Преимущества использования датчиков температуры RTD

RTD используются в различных отраслях промышленности, в том числе; автомобильная промышленность, бытовая техника, морское и промышленное применение. Преимущества использования RTD по сравнению с другими датчиками температуры:

· Высокоточная

· Согласованный

· Предлагаем долгосрочную стабильность

· Высокая повторяемость

· Подходит для экстремальных условий

· Имеют диапазон высоких температур (в зависимости от материала резистивного элемента)

Типы RTD от Variohm

RTD являются частью нашего диапазона температурных продуктов, у нас есть следующие варианты

Платиновые термометры сопротивления — доступны три различных диапазона температур; крио, средний и высокий

Никелевые термометры сопротивления — для приложений с диапазоном температур от -60 ° C до + 200 ° C

Круглые термометры сопротивления со стеклянной проволокой — хорошо подходят для испытаний и измерений

SMD RTD — для автоматического монтажа в приложениях большого объема

Для получения дополнительной информации о нашем датчике RTD или любом из компонентов, которые мы можем предложить, свяжитесь с нами: 01327 351004 или sales @ variohm.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *