Подключение термодатчика: Подключение термодатчика ds18b20 ?

Подключение термодатчика ds18b20 ?

 В этой статье расскажу о подключении датчиков ds18b20 к Ардуино. Само слово датчиков, подразумевает несколько таких датчиков, а не один. Благо подключать их очень легко, просто на просто параллельно. А потом только и останется, что залить библиотеки и скетч. Ну, обо всем по порядку.
  Использование таких температурных датчиков и микроконтроллеров, может не только стать для вас увлекательным электронным конструктором, но и в помочь в реализации действительно актуальных и прагматичных жизненных проблем и задач.

Как подключать датчики ds18b20 к Ардуино

Собственно схема одного или нескольких датчиков подразумевает нечто следующее.

Каждый из датчиков просто подключается последовательно, вот и все. При этом питание можно взять прямо с платы Ардуинки 3,3 или 5 вольт. У меня работал один от 3,3, другой от 5 вольт и все было корректно.

Библиотеки для работы термодатчиков ds18b20

 Для того чтобы датчики работали с понятными, вернее сказать общепринятыми командами, лучше всего залить пару библиотек:

OneWire

DallasTemperature

Само собой библиотеки постоянно обновляются, эти версии были проверены и применены. Как заливать библиотеки можно узнать из статьи про подключение экрана. Там кстати можно найти другие библиотеки для самого экрана и узнать о его подключении.

Скетч для работы с датчиками ds18b20 включающими нагрузки при разнице температур

Собственно датчики покупались для конкретного проекта, который мне удалось реализовать. Во-первых, хотелось выводить данные на дисплей. Во-вторых, хотелось проводить сравнительный анализ температуры между датчиками и при указании определенных условий включать исполнительную нагрузку.
 В моем случае алгоритм получился такой. Если температура на первом датчике ниже второго, то светодиод не горит. Как температура повышается, становится выше второго, то загорается светодиод.

А теперь и сам СКЕТЧ №1

Каких-либо проблем при заливке библиотек и подключении не возникало. С проблемами не сталкивался, поэтому описать возможные из них, не смогу.

Скетч для работы с датчиком ds18b20 и экраном, отображающим температуру и график ее изменения

Смотрим еще один пример. Вначале видео.

Здесь выводится температура в виде символов актуальная на настоящий момент и на экране пишется хронология изменения температуры за определенный период времени. Библиотеки используются все те же, что и выше упомянутые.

А теперь и сам СКЕТЧ №2

Теперь тема все-таки отчасти раскрыта, хотя примеров и возможных поделок может быть великое множество!

Подключение одного термометра сопротивления к двум различным вторичным приборам одновременно — Готовые решения — Каталог статей

Датчики термосопротивления широко применяются для измерения температуры жидкостей, газов и твердых тел благодаря своей высокой точности, надежности, простоте установки и эксплуатации. Но при попытке передать сигнал с одного датчика термосопротивления одновременно на два вторичных прибора, например, программный ПИД-регулятор и безбумажный регистратор, добиться достоверных показаний не удастся.

Датчик термосопротивления (RTD) не может быть подключен параллельно или последовательно к входам двух вторичных приборов одновременно. Это связано с тем, что любой вторичный прибор генерирует опорный ток «возбуждения» для датчика термосопротивления. Подключение одного термодатчика к двум входам одновременно приведет к «смешиванию» опорных токов и искажению показаний.

Для подключения термодатчика к двум к двум входам одновременно есть несколько способов. Но в любом случае потребуется дополнительное оборудование для размножения сигнал RTD.

Датчик термосопротивления с двойным чувствительным элементом.

Для передачи информации о значении измеренной температуры на два разных вторичных устройства можно использовать термодатчик с двумя независимыми чувствительными элементами в одном корпусе. Выход первого чувствительного элемента соединяется с входом первого вторичного прибора (например, терморегулятора), выход второго чувствительного элемента соединяется с входом второго прибора (например, самописца).

Естественно реализация данного метода потребует замены установленного датчика температуры на другой имеющий два чувствительных элемента, например, Элемер ТС-1088/8.

Ретрансляция сигнала.

Многие вторичные приборы имеют, например, аналоговый выход 4-20 мА, который может быть настроен таким образом, чтобы «повторять» значение сигнала температуры на входе прибора. То есть первый прибор, к которому подключен непосредственно датчик термосопротивления преобразует стандартизированный сигнал RTD в унифицированный выходной сигнал 4-20 мА. На вход второго вторичного прибора приходит уже сигнал 4-20 мА, который в соответствии с заданной шкалой преобразуется в значение температуры. Необходимо помнить, что для передачи сигнала 4-20 мА входа/выхода приборов должны быть соответствующего типа: пассивные или активные.

Например, работа схемы будет возможна, если выход первого прибора будет активным, а вход второго прибора пассивным. При пассивном выходе первого прибора вход второго прибора должен быть активным. Если выход первого прибора и вход второго прибора пассивные, то необходим дополнительный источник питания постоянного тока для питания этого токового контура. Подключение активного выхода к активному входу может привести к повреждению приборов.

Реализация данного метода требует наличия соответствующих входов и выходов у вторичных приборов, а также правильного задания шкалы для входного и выходного сигналов 4-20 мА.

Датчик температуры с нормирующим преобразователем 4-20 мА.

Выходной сигнал датчика термосопротивления может быть сразу преобразован из RTD в аналоговый сигнал 4-20 мА с помощью нормирующего преобразователя, в том числе встроенного непосредственно в головку самого датчика температуры. В этом случае вторичные приборы подключаются последовательно с выходом нормирующего преобразователя образуя так называемую токовую петлю. Подобное подключение, как правило, без проблем работает с высококачественными аналоговыми входами с хорошей гальванической изоляцией. В некоторых случаях при подобном подключении могут возникнуть проблемы, например, при использовании низкоомных, неизолированных аналоговых входов.

При объединении приборов в токовую петлю необходимо помнить, что в цепи должен быть только один источник напряжения, включая активный выход нормирующего преобразователя или активный вход одного из вторичных приборов.

Для преобразования сигнала RTD в унифицированный выходной сигнал можно использовать, например, нормирующие преобразователи НПТ-1, НПТ-2, НПТ-3 или НПТ-3.Ех фирмы Овен.

Сплиттер или размножитель сигнала.

Сплиттер или так называемый размножителя сигнала «размножает» один сигнал RTD в два независимых изолированных сигнала напряжения или тока. Гальваническая изоляция выходов друг от друга и от входа гарантирует, что не возникнет проблем с взаимным влиянием приборов друг на друга при подключении одного датчика к двум и более различным устройствам. Получается своего рода рассмотренный выше вариант с нормирующим преобразователем, но лишенный негативного взаимного влияния приборов друг на друга.

В качестве размножителя можно применить сплиттер модели APD 1393 RTD с двумя изолированными выходами.

Цифровой обмен данными.

Данный способ передачи сигнала от одного датчика на несколько вторичных приборов является еще одним вариантом ретрансляции сигнала с одного прибора на другие. Устройство, такое как контроллер, панельный компьютер или PLC, к которому подключен датчик термосопротивления, преобразует значение сигнала датчика в цифровой сигнал, например, Modbus, и передает его на другое устройство в цифровом виде. Используя цифровые коммуникации возможно распространять данные о температуре на большое количество устройств — от самых простых индикаторов Овен СМИ2, до других контроллеров и PLC. Этот вариант естественно требует более высоких капитальных затрат, чем предыдущие аналоговые решения. Но данный метод обеспечивает наиболее точную передачу сигнала с меньшей погрешностью, особенно если речь идет о более чем двух вторичных приборах (точках вывода информации).

схема подключения термодатчика. Котел и термостат одной фирмы

С наступлением холодов многие начинают задумываться о дополнительном отоплении своего жилища. Поскольку с началом отопительного сезона, как правило, начинаются ремонтные работы на местах порывов теплотрасс. Или же появляются мысли перейти на электрическое отопление, как дополнительную альтернативу для загородного дома. В данной статье речь пойдет о контролирующем температуру устройстве — термостате, а именно мы расскажем о том, как производится установка и подключение терморегулятора к инфракрасному обогревателю.

Нюансы установки

Не будем вдаваться в типы и виды регуляторов, устраивать сравнение и турниры. Все они хороши по своему и будут выполнять свое назначение, служа верой и правдой. Первое, на что хочется обратить внимание — это место установки. Не зависит от того, какого у вас типа обогреватели: инфракрасные, панельные, конвекционные.

Установка терморегулятора с датчиком температуры воздуха запрещена в следующих местах:

• в непосредственной близости возле обогревателей;
• в местах, где есть сквозняк;
• в зоне обогрева инфракрасных излучателей.

Все эти места непригодны для размещения термостата, поскольку при расположении возле нагревателя, воздух рядом с ним нагреется до нужной температуры раньше, что приведет к ложному срабатыванию, в результате чего помещение не нагреется до комфортной температуры.

Если установить терморегулятор в зоне нагрева ИК нагревателя, его корпус нагреется раньше и исказит показания датчика. В местах где проходит сквозняк датчик не покажет нужную температуру и обогреватели будут перегревать помещение, расходуя лишнюю электроэнергию. Размещение термодатчика по высоте должно производится в зоне комфорта, на уровне 1.5 метра от пола.

Схемы подключения

Всегда, перед установкой и подключением терморегулятора ознакамливайтесь с инструкцией и паспортными данными на устройство. Поскольку производитель указывает требуемое сечение кабеля и дает схему подключения на свою продукцию. В случае отступления от требований и экономии на проводе и термостатах есть большая вероятность выхода оборудования из строя или угрозы пожара.

Схема подключения терморегулятора к инфракрасному обогревателю мощностью до 3.5 кВт:

Если обогрев помещения осуществляется группой нагревателей до 3.5 кВт, то схема подсоединения будут выглядеть так:

В том случае, если вы обладатель трехфазной сети и обогрев осуществляется группой обогревателей суммарной мощностью более 3.5 кВт, то в схему управления добавляется магнитный пускатель, которым управляет терморегулятор:

Вот по такому принципу производят монтаж регулятора температуры. Как вы видите, существуют некоторые особенности в установке и подключении термостата, поэтому важно изначально ознакомиться с инструкцией от производителя, после чего приступать к основному процессу.

Для создания комфорта внутри жилого помещения существует множество устройств, среди которых различные приборы, принимающие на себя функцию по регулировке температуры воды или окружающего воздуха. К данному типу устройств относится терморегулятор, это изделие призванное после настройки самостоятельно поддерживать температуру тена или другого нагревательного элемента путем включения и выключения электрического питания. В данной статье рассмотрен вопрос, как подключить терморегулятор, а также приведена схема подсоединения контролера к системе теплого пола.

Виды терморегуляторов

Существует два основных типа терморегуляторов, которые различаются в зависимости от принципа работы:

1. Механические приборы – это термостаты, которые регулируют температуру исполняющего устройства размыканием контакта между двумя пластинами разной плотности. При нагревании датчика сигнал поступает в корпус контактора и передает импульс на размыкание или замыкание пластин;

1. Электронный термостат. В данном случае информация, поступающая от датчика температуры, анализируется в цифровом процессоре, только после этого выполняется команда на подачу питания на нагревательный элемент.

В обоих случаях управление осуществляется вручную, методом выставления необходимой температуры на корпусе контролера. Также можно выделить классификацию терморегуляторов на основании визуализации и клавиш управления.

Термостаты бывают с проворачиваемыми дисками со шкалой, кнопками настройки или сенсорным экраном. Принцип работы всех перечисленных изделий существенно не отличается друг от друга.

Также существует классификация термостатов по типу размещения: наружные или внутренние. В зависимости от решаемой задачи, устройство может устанавливаться в стену в предварительно проделанную нишу. Строительный размер такого прибора совпадает с обыкновенной розеткой, поэтому его часто монтируют в прорубленное коронкой отверстие.

Терморегулятор с наружным расположением имеет более толстый корпус, который закрыт со всех сторон пластиковыми пластинами. Минус такого устройства – его габарит, в связи с невозможностью расположить прибор внутри стены он будет выступать на плоскости, к тому же при подключении к нему кабеля придется устраивать дополнительный канал из гофрированной трубы или пенала.

Сферы применения терморегуляторов

Термостаты получили широкое распространение в различных сферах, как в промышленности, так и в обычном быту. Чаще всего указанные приборы можно встретить в системах теплого пола с нагревательным элементом в виде греющего жгута, который располагается в стяжке. При подаче питания на электроды провода нагреваются и отдают тепло всем окружающим слоям, для правильной работы система оборудована датчиком температуры, встроенным в стяжку. Контроллер может использоваться для электрического или водяного теплого пола, принцип его работы от этого не меняется.

Также термостат применяется в нагревательных или отопительных котлах для автоматической регулировки уровня нагрева внутренней среды. Данными приборами многие производители укомплектовывают нагревательные приборы уже на стадии изготовления, но даже если конструкцией котла это не предусмотрено, контролер на линию можно установить самостоятельно.

Подключение терморегулятора

Так как терморегуляторы можно использовать как для контроля нагревательных элементов, так и управления охладителем, в конструкции прибора имеется два типа контактов и клемм. Во время самостоятельного подключения устройства в систему необходимо строго соблюдать полярность контактов и не допускать противоречий в схеме.

Для подсоединения механического термостата не требуется подводки электричества, так как все управление и размыкание выключателя осуществляется путем физического изменения характеристик нагревающейся пластины. Для подключения данного прибора нужно следовать приведенному ниже алгоритму:

1. В документациях к приборам имеется обозначение клемм по номерам, в соответствии с этими показателями необходимо осуществлять сборку системы. В первую очередь, нужно подсоединить нулевой кабель к электродам коробки и отвести его сразу на потребляемые нагревательные элементы, например, теплый пол;
2. Фаза заводится в контроллер напрямую, без подключения к бытовым приборам. Коробка сама будет распределять электричество в момент включения контактов. В некоторых устройствах необходимо проложить перемычку внутри термостата от плюсового провода на индикатор работы, который показывает сигнал в момент включения нагревателя и на протяжении всего периода работы;
3. В управляющем устройстве расположены клеммы для подключения охладительного нагревательного элемента, а также для внешнего датчика температуры. Все устройства должны подсоединяться последовательно, ток при этом должен быть отключен полностью. Это типичная схема подключения терморегулятора, которая наиболее распространена в системах теплого пола или инфракрасного отопления помещения;
4. Датчик температуры присоединяется в последнюю очередь, после чего выполняется тестовый запуск системы и проверка напряжения на всех элементах.

Существует также схема подключения термостата с использованием магнитного автоматического выключателя, чаще всего данную схему применяют при наличии нескольких управляемых устройств, требующих для работы ток с высоким напряжением. При этом автомат подключается в разомкнутую сеть плюсового кабеля параллельно с термостатом, дополнительно имеется связующий кабель с устройством управления. Ток на потребляющие приборы подается через автоматический выключатель, но управление им осуществляет термостат. Нагревательные элементы связаны с контролером только на параллельной линии и через автомат, это позволяет эксплуатировать систему с высоким напряжением без перебоев и в безопасном режиме. В случае возникновения аварийной ситуации сработает выключатель и полностью обесточит все устройства.

Таким образом, из схемы видно, что терморегулятор подключается к нагревательным или охладительным приборам непосредственно перед подачей на них напряжения, то есть контролер будет первым элементом в системе. Многие термостаты оборудованы электронной микросхемой и процессором, которые, кроме показателей температуры, дают дополнительные данные о различных показателях, таких как состояние влажности в помещении, давление и время, необходимое для достижения заданных параметров. Такие устройства имеют стоимость гораздо выше, чем механические терморегуляторы бытового назначения.

Подключение термостата к системе теплого пола

В зависимости от типа нагревательного кабеля в системе теплого пола, схема подключения будет разной. Существует два типа пола: с одножильным и двух жильным жгутом, принцип работы между ними схож, но у многожильного кабеля ресурс работы, а также технические показатели по скорости и высоте нагрева намного выше.

Подключить термостат к одножильной системе проще – достаточно присоединить два нулевых кабеля в одну клемму, а фазу – в соответствующее гнездо. При этом ток будет проходить через всю длину последовательно по кольцу закладки жгута.

В двухжильном кабеле все провода выходят с одной стороны, поэтому подключение осуществляется последовательно – один провод в одну клемму. Ток при данной схеме проходит по всей длине нагревательного элемента и возвращается по тому же пути в одном направлении.

Таким образом, при соблюдении всех правил и алгоритма подключения термостата к любой схеме останется только настроить прибор на нужные параметры путем вращения колеса по шкале температуры.

Видео

Предлагаемый проверенный и неплохо себя зарекомендовавший термостат работает в диапазоне 0 — 100°С. Он осуществляет электронный контроль температуры, коммутируя нагрузку через реле. Схема собрана с использованием доступных микросхем LM35 (датчик температуры), LM358 и TL431.

Схема электрическая термостата

Детали для устройства

• IC1: LM35DZ температурный датчик
• IC2: TL431 прецизионный источник опорного напряжения
• IC3: двойной однополярный ОУ LM358.
• LED1: 5 мм светодиод
• В1: PNP транзистор A1015
• Д1 — Д4: 1n4148 и 1N400x кремниевые диоды
• ZD1: стабилитрон на 13 В, 400 мВт
• Подстроечный резистор 2.2 к
• Р1 — 10к
• R2 — 4,7 М
• Р3 — 1.2 К
• Р4 — 1к
• Р5 — 1к
• Р6 — 33 Ом
• С1 — 0.1 мкф керамический
• С2 — 470 мкФ электролитический
• Реле на 12 В постоянного тока однополюсное двухпозиционное 400 Ω или выше

Устройство выполняет простой, но очень точный тепловой контроль тока, которая может использоваться там, где необходим автоматический контроль температуры. Схема переключает реле в зависимости от температуры, определяемой однокристальным датчиком LM35DZ. Когда LM35DZ обнаруживает температуру выше, чем заданный уровень (установленный регулятором), реле срабатывает. Когда температура падает ниже заданной температуры — реле обесточивается. Таким образом и удерживается нужное значение инкубатора, термостата, системы подогрева дома и так далее. Схема может питаться от любого источника переменного или постоянного тока 12 В, или от автономного аккумулятора. Существует несколько версий датчика температуры LM35:

• LM35CZ и LM35CAZ (в to-92 корпусе) − 40 — +110C
• LM35DZ (в to-92 корпус) 0 — 100с.
• LM35H и LM35AH (в-46 корпус) − 55 — +150C

Принцип работы

Как работает терморегулятор. Основой схемы является температурный датчик, который представляет собой преобразователь градусы — вольты. Выходное напряжение (на выводе 2) линейно изменяется вместе с температурой от 0 В (при нуле) до 1000 мВ (при 100 градусах). Это значительно упрощает расчет цепи, так как нам нужно только обеспечить прецизионный источник опорного напряжения (TL431) и точный компаратор (А1 LM358) с целью построения полной тепловой управляемости коммутатором. Регулятор и резистор задают опорное напряжение (vref) 0 — 1.62 В. Компаратор (А1) сравнивает опорное напряжение vref от (установленного регулятором) с выходным напряжением LM35DZ и решает, следует ли включить или выключить питание реле. Цель резистора R2 создать гистерезис, который помогает предотвратить дребезг реле. Гистерезис обратно пропорционален значению R2.

Настройка

Никаких специальных приборов требуется. Например, чтобы установить 70С срабатывания подключите цифровой вольтметр или мультиметр через тестовые точки «ТР1» и «масса». Отрегулируйте vr1, пока не получите точное значение 0,7 В на вольтметре. Другой вариант схемы, с использованием микроконтроллера, смотрите .

Сегодня большую популярность приобрели электрические теплые полы. Для управления этими системами обогрева помещения необходим терморегулятор, схема подключения которого довольно проста. Даже начинающий домашний мастер сможет выполнить эту работу самостоятельно. Однако стоит разобраться с принципом работы термодатчиков и их видами. Это поможет правильно подобрать прибор для решения конкретных задач.

Перед выбором терморегулятора нужно изучить, какие они бывают

Принцип работы

Чаще всего термодатчики работают циклично, и при этом наблюдается замыкание-размыкание электроцепи. При увеличении температуры сопротивление внутреннего датчика термостата падает. Как только достигается заданный параметр, прибор срабатывает и отключает цепь. Во время снижения температуры возникает обратный процесс — сопротивление возрастает, и в результате термостат включает электроцепь.

С помощью термодатчика можно легко управлять микроклиматом в помещении. Достаточно лишь установить желаемую температуру в квартире, после чего прибор все сделает самостоятельно. Сейчас на рынке появились инфракрасные теплые полы , которые способны нагревать не только воздух, но и окружающие предметы. Чтобы система работала в автоматическом режиме, к ней необходимо подключить термостат.

В этом видео вы узнаете, как подключить терморегулятор:

Основные виды

Все современные термостаты работают по одному принципу. Однако между ними существует довольно много различий, влияющих на настройку приборов, управление и схему подключения термодатчика.

Механические термостаты характеризуются простотой эксплуатации и высокой надежностью. Они представляют собой коробочку из пластика , оснащенную рычажком для управления температурой в помещении. Чтобы упростить процесс настройки, на приборах есть шкала с делениями, стандартный шаг которой равен 1 градусу.

Если раньше механические термостаты часто использовались для управления электрическими теплыми полами , то для работы с инфракрасными системами обогрева они не очень хорошо подходят. Впрочем, при желании их можно довольно легко подключить. Хотя многие люди отдают предпочтение электронным устройствам, механические продолжают использоваться. Это связано с простотой их конструкции, а также длительным сроком эксплуатации.

Особенность электронных термодатчиков заключается в наличии дисплея для отображения всей важной для настройки информации. Если механический термостат для работы не нуждается в электричестве, то электронный необходимо подсоединить к сети. Панель управления в зависимости от модели может быть сенсорной либо кнопочной. Некоторые приборы предоставляют возможность запрограммировать температурный режим на определенный отрезок времени, например, неделю.

Продвинутые модели и вовсе могут управляться с помощью смартфона, если на него было установлено соответствующее приложение. Популярность электронные термодатчики получили в первую очередь благодаря удобству эксплуатации. Однако их стоимость выше, по сравнению с механическими устройствами.

Чтобы увеличить срок службы электронного термодатчика, его не рекомендуется устанавливать в зоне сквозняков либо в местах активного воздействия прямого солнечного света. Благодаря простой схеме подключения термостата практически любой домашний мастер справится с этой работой. Однако сначала стоит определиться со способом подсоединения:

1. Классический.
2. С использованием магнитного пускателя.

Подробно рассмотреть стоит оба варианта.

Стандартная схема

Одним из важных параметров любого термостата является показатель мощности. Один прибор можно использовать для управления несколькими устройствами для обогрева помещения. Именно от мощности терморегулятора и зависит количество отопительных устройств, которые можно к нему подключить. В домашних условиях вполне достаточно использовать приборы мощностью не более 3 кВт.

Существует 2 способа подсоединения данных датчиков

Чаще всего термостаты имеют четыре контакта — по две на вход и выход. Для подключения прибора необходимо протянуть от распределительной коробки два проводника и соединить их с входными клеммами. После этого выходные контакты с помощью двух других проводов соединяются с системой обогрева.

Если возникла необходимость подсоединить к термостату сразу два отопительных устройства, то нужно определиться с типом подсоединения:

1. Последовательное.
2. Параллельное.

В первом случае от выходных клемм термостата необходимо протянуть два проводника к первому обогревателю, а от него еще два к следующему. При параллельном подключении, от входных контактов термодатчика следует провести четыре проводника — по два на каждое устройство отопления.

С использованием магнитного пускателя

Такая схема подключения механического терморегулятора чаще всего используется для управления несколькими обогревателями. Магнитный пускатель представляет собой коммутационное устройство электромагнитного типа. Он предназначен для использования в сетях с высокими нагрузками. Вариантов подключения термостата через магнитный пускатель довольно много, но домашнему мастеру достаточно знать только один.

На первом этапе выполнения работ необходимо с помощью двух проводников подсоединить регулятор к электросети, задействовав для этого входные клеммы. Затем выходные контакты термодатчика подключаются к пускателю, а он уже соединяется с обогревателем.

Если все было сделано правильно, то остается лишь настроить регулятор на нужный режим работы. Подключение термостата не должно вызвать затруднений, если следовать инструкции. Однако переоценивать свои силы все же не стоит, ведь от качества соединения зависит безопасность членов семьи.

Бытовые механические терморегуляторы нашли свое применение в различных системах отопления и охлаждения квартир, жилых домов и гаражей. Принцип работы терморегулятора прост: при достижении заданной температуры происходит включение или отключение управляемого прибора (электрического обогревателя, котла, кондиционера). Универсальные термостаты позволяют управлять как отопительными приборами, так и системами охлаждения. Для этого у них предусмотрены две клеммных группы.

Особенностью механических терморегуляторов является отсутствие необходимости подключения к питающей сети или использование элементов питания. Механический терморегулятор позволяет выполнить только коммутацию (подключение или отключение) электрических цепей, а алгоритм управления определяется заданным значением температуры. Контроль температуры терморегулятором происходит за счет изменения механических свойств материалов, применяемых в качестве сенсорного элемента датчика температуры.

Рассмотрим один из комнатных механических термостатов фирмы Zilon тип za-1. Открыв упаковку, покупатель может удивиться, не обнаружив схему подключения датчика. Производитель решил сэкономить на бумаге и выполнил схему подключения на наклейке, приклеив ее на обратную сторону лицевой панели терморегулятора.

Отсутствие какого-либо описания по подключению добавит еще больше головной боли, поэтому ниже приведем типовую схему подключения механического терморегулятора.

Рассмотрим назначение клемм термостата Zilon za-1:
— клеммы «1» и «2» подключаются к индикаторной лампе, по которой можно отслеживать включение термостата. К клемме «1» подключается нулевой проводник источника питания, к клемме «2» — подключается последовательно провод, идущий от клеммы «4» или «5».
— клеммы «4», «5» и «6» предназначены для подключения бытовых приборов. К клемме «6» подключается фазный проводник источника питания. При достижении заданной температуры происходит переключение между клеммами «4» и «5» терморегулятора.

Альтернативный вариант подключения термостата предусматривает использование клеммы «1» в качестве клеммы для подключения нулевого проводника. Такая схема подключения позволяет выполнить все необходимые подключения питающих проводников внутри терморегулятора, исключая из схемы дополнительные распределительные коробки.

При выборе бытовых механических терморегуляторов стоит обращать внимание на параметры подключаемой нагрузки, точнее на рабочий ток обогревателя или кондиционера. В нашем случае терморегулятор предназначен для коммутации цепей с нагрузкой не более 16А.

Для больших помещений требуется установка достаточно мощных обогревателей, поэтому подключение термостата в таких системах лучше всего выполнять через промежуточный магнитный пускатель.

Магнитный пускатель в схеме подключения термостата обеспечивает управление большими токами нагрузки при незначительной величине управляющего сигнала (наличию напряжения на катушке). В приведенной схеме подключения при срабатывании терморегулятора напряжение подается на катушку магнитного пускателя, контакты которого замыкают или размыкают цепь обогревателя.

Подключение системы | Официальные инструкции Alarmtrade

1. Подключение питания
2. Подключение к цифровой шине
3. Подключение сирены
4. Подключение световой сигнализации
5. Подключение концевых выключателей
6. Подключение концевых выключателей дверей
7. Подключение концевых выключателей капота и багажника
8. Подключение контроля зажигания
9. Подключение датчика контроля педали тормоза
10. Подключение датчика температуры (опция)
11. Подключение контактора и активация ключей TM (iButton)

Подключение питания

Для подключения питания используются контакты 1 и 2  основного разъема Х7. Обеспечьте уверенный контакт данных соединений. Цепь питания системы ограничена предохранителем 3А, запрещается изменять его номинал.

Подключение к цифровой шине

Для подключения к салонной CAN-шине (Body-CAN) используются контакты 3 и 8 основного разъема Х7.

Подключение сирены

Для подключения звуковой сигнализации используется 6 контакт разъема X7 базового блока. В момент активации данного канала на выводе присутствует +12В. Максимальный ток канала 3А. Если потребляемый ток сирены выше данного значения или используются две сирены, то их подключение необходимо производить через внешнее реле (не входит в комплект).

Подключение световой сигнализации

В Pandora DXL 3210 предусмотрено 3 варианта подключения световой сигнализации:

1. По CAN-шине (по умолчанию).

2. С использованием штатной кнопки аварийной сигнализации.

3. Непосредственное подключение к указателям поворотов.

При подключении к штатной кнопке аварийной сигнализации можно использовать любой таймерный канал. Заводская настройка CH5 (2 контакт разъема X8).

При непосредственном подключении к указателям поворотов необходимо использовать дополнительные внешние реле либо встроенные реле базового блока.

Подключение концевых выключателей

Контроль концевых выключателей дверей, капота, багажника по умолчанию производится с использованием салонной CAN-шины. В случае невозможности получения статуса дверей из CAN-шины предусмотрена возможность непосредственного подключения охранной системы к концевым выключателям. При необходимости можно использовать заводские концевые выключатели, установленные на автомобиле, подключив их к базовому блоку, либо использовать концевые выключатели, входящие в комплект охранной системы, установив их в удобном месте

Подключение концевых выключателей дверей

Производится к 1 контакту разъема X8 базового блока. Данный поддерживает подключение к концевикам с отрицательной полярностью. Если в автомобиле предусмотрен блок управления салонным освещением или выключатели дверей подключены раздельно, то к базовому блоку охранной системы возможно подключить вывод салонного освещения. Необходимо удостовериться, что на выводе салонного освещения при открывании дверей всегда появляется сигнал, независимо от положения выключателей. Сигнализация корректно работает на автомобилях оснащенных функцией плавного выключения салонного освещения. При программировании системы есть возможность установить задержку при принятии концевого выключателя под охрану, что необходимо на автомобилях с задержкой выключения салонного освещения. Длительность задержки программируется (0-2мин.) с точностью до 1сек.

Подключение концевых выключателей капота и багажника

Производится к 4 контакту разъема X8. Полярность опроса концевых выключателей капота и багажника — отрицательная. При подключении одновременно концевого выключателя капота и багажника на брелоке при срабатывании одной из зон будут индицироваться пиктограммы капота и багажника одновременно.

При подключении только концевика капота, в случае если концевик багажника контролируется по CAN-шине, необходимо настроить логику работу данного входа в меню программирования подуровень IV-5. 4.

Подключение контроля зажигания

В системе предусмотрены два варианта подключения зажигания: «с разрывом» и «параллельно». Логика работы определяется в п.II-8.5 меню программирования. При выборе варианта «с разрывом» обеспечивается блокировка зажигания.

Подключение датчика контроля педали тормоза

Аналоговый вход кнопки педали тормоза подключается к контакту 6 разъема Х8 базового блока. Подключается к кнопке педали тормоза, где появляется +12В при нажатии на педаль (включение «стоп-сигнала»). Сигнал педали тормоза входит в состав охраняемых зон системы, рекомендуем не игнорировать его подключение.

Подключение датчика температуры (опция)

Система Pandora DXL 3210 имеет возможность подключения одного термодатчика, для измерения температуры двигателя или салона. В комплекте датчика нет (приобретается отдельно). Термодатчик подключается к разъему Х3 базового блока.

На брелоке температура показывается при выборе иконки (короткими нажатиями кнопкой ) и нажатии кнопки . На индикаторе температура двигателя обозначается E-00, а температура салона S-00. В зависимости от расположения термодатчика (в салоне или на двигателе) может понадобиться выполнить смену адресации датчика, для этого необходимо воспользоваться п.I-16.3 меню программирования. В заводских настройках термодатчик определяется как датчик температуры салона.

ВНИМАНИЕ!!! Если датчик температуры будет подключен после включения питания базового блока системы, то система его не распознает. Для активации датчика после подключения его к разъему базового блока Х3 необходимо выключить и включить питание базового блока. Смену адресации датчика можно выполнять без отключения питания.

Подключение контактора и активация ключей TM (iButton)

Система Pandora DXL 3210 имеет возможность управления некоторыми режимами при помощи ключей TM (iButton) компании Maxim-Dallas. Контактор ключа iButton подключается параллельно кнопке «VALET». При помощи ключа TM можно организовать вход в режим программирования и аварийное отключение сигнализации при утере или повреждении брелока, при этом отключение системы охраны набором PIN-кода можно отключить, исключив опасность отключения методом подбора кода. Отключение PIN-кода производится в п.I-4.10. меню программирования. При помощи ключа TM можно организовать дополнительную защитную функцию системы — отключение иммобилайзера при помощи ключа ТМ. В этом случае, после снятия с охраны для того, чтобы деактивировать блокировки, необходимо будет коснуться ключом ТМ контактора. Данная функция устанавливается п.I-4.11 меню программирования.

Запись ключа в систему производится входом в п.I-4.12 в меню программирования и касанием прописываемого ключа к контактору, при этом система выдаст подтверждающий краткий звуковой сигнал сирены.

Как подключить датчик температуры к системе управления?

Сегодня существует множество способов подключения приборов к системе управления, но, как всегда, у всех вариантов есть свои плюсы и минусы. В статье объясняются варианты, которые могут лучше всего подойти для приложения, в котором необходимо подключить датчики температуры к системе управления.

Конечно, ваш выбор будет зависеть от многих факторов, некоторые из которых уникальны для вашей системы. Однако, как только вы узнаете плюсы и минусы доступных вариантов, вы можете сузить список и упростить свой выбор.

Выбор датчика температуры для вашей системы управления

Технологии постоянно развиваются. Вы можете подключить свой датчик температуры различными способами: прямым кабелем, полевыми преобразователями, HART, беспроводным способом и т. д. Если вам не хватает глубоких знаний об этих возможностях, вы, естественно, выберете известные вам типы, такие как прямые провода или аналоговые.

Давайте поговорим на реальном примере с металлургической компанией. В данном случае из-за проблемы управления технологическим процессом были повреждены все кабели, соединяющие полевые датчики с системой.Однако эта проблема случалась не раз, и каждый раз они слишком долго работали без важного измерения.

N1030 Регулятор температуры с 1 релейным выходом

Надеясь навсегда починить этот фургон, инженер попросил поставщиков предложить решения. И каждый поставщик предлагал беспроводную связь. Они даже объясняли и хвастались своими устройствами, как они это делают, когда чуют горячую распродажу в воздухе.В конце концов, один из поставщиков выиграл, и заказчик убрал ненужные кабели и настроил беспроводные устройства для передачи всех данных процесса.

Сегодня вы можете купить передатчики с несколькими входами, которые выдают обновления за считанные секунды и поставляются с мощными батареями для загрузки. Новая технология решает множество старых проблем, но клиент должен сначала узнать об этом. Итак, давайте обсудим некоторые способы подключения измерения температуры к системе управления!

Прямое соединение между датчиком температуры и системой управления

Ваша система управления может использовать карту для считывания показаний датчика без полевого передатчика. Этот тип установки может сэкономить деньги, пропуская передатчик, но это требует небольшой работы. Например, для некоторых термометров сопротивления (RTD) требуются кабели с изоляцией из определенных материалов, таких как стекло или поливинил. Для термопар также нужны специальные кабели, соответствующие типу датчика.

Чтобы узнать, в чем разница между RTD и термопарой, вы можете прочитать нашу статью о RTD, термопаре и термисторе

 

Если вам нужно покрыть небольшое расстояние, прямое подключение упрощает настройку по сравнению с полевым преобразователем.Но для больших расстояний установка будет стоить дороже, чем передатчики. Кроме того, иногда у вас будут проблемы с внешними шумами, такими как электромагнитные помехи (EMI), частотные помехи (RFI) или электростатический разряд (ESD). Большие выводы датчика могут действовать как антенны, вызывая ошибки измерения из-за шума.

Минусы

• Высокое техническое обслуживание
• Нет диагностики или анализа производительности
• Склонность к помехам
• Высокая стоимость установки

Полевой преобразователь

Многие технологические процессы используют полевые преобразователи для подключения датчиков температуры к своим системам управления. Передатчик преобразует сигнал датчика и отправляет его в систему различными способами.

В зависимости от связи с вашей системой управления вы можете иметь только измерение температуры или больше. Аналоговые установки будут выдавать только температуру. Многие компании в разных сегментах по-прежнему предпочитают этот вариант, но вы теряете много данных от диагностических функций передатчиков. Тем не менее, эта установка надежна и страдает от меньшего количества прямых проводов.

Visaya

Также можно подключить полевой преобразователь с помощью цифрового протокола, такого как FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS или HART.Эти протоколы предоставят вам диагностическую информацию и другие интеллектуальные функции преобразователя, и вы получите точные и надежные измерения в своей системе.

Плюсы

В зависимости от структуры вашей системы вы можете установить удаленное управление вводом-выводом. Для датчиков, подключенных таким образом, требуется меньше проводов, все преобразования происходят в полевых условиях, и это обеспечивает цифровую связь.

Visaya

Подобно передатчику, эта установка уменьшит помехи. Его могут поддерживать многие системы, и вы можете подключать не только датчики температуры, но и другие преобразователи и датчики локально.

Минусы

• Собственная архитектура
• Нет диагностики или расширенных функций

Беспроводная связь

Беспроводная связь

сегодня стала стандартной опцией. В последнее время технология сильно изменилась, поэтому теперь вы можете получать данные за считанные секунды, а срок службы батареи составляет более года, в зависимости от настройки и устройства.

Visaya

Он также имеет гораздо более простую настройку по сравнению с кабелями, но вам необходимо определить размер вашей сети, чтобы обеспечить надежность.Вам также придется время от времени менять батарею, но, передавая все свои данные по беспроводной сети, вы можете спланировать этот обмен. Ура, планирование! С другой стороны, беспроводная связь не обеспечивает самых высоких скоростей.

Плюсы

• Низкая стоимость установки
• Длительное время работы от батареи в некоторых приложениях
• Интеллектуальная диагностика и функции

Мультиплексоры

Вы также можете использовать локальные мультиплексоры для подключения датчиков температуры.Они выполняют все преобразования локально и могут обмениваться данными с системой управления, используя собственный протокол или открытые протоколы, такие как MODBUS или PROFIBUS.

Вам понадобится конструкция для установки мультиплексора и кабели для подключения датчика к конструкции, но такая установка также снизит вероятность ЭМП/ЭДС/РЧ-помех.

Минусы

• Медленные обновления
• Ограниченная точность
• Устаревшая технология

Заключение

Мы просто скользим по поверхности.Чтобы найти лучший способ подключения датчика температуры к вашей системе управления, вы должны проверить свой процесс и посмотреть, какой метод даст вам нужные данные. Вы также должны решить, хотите ли вы, чтобы интеллектуальные функции избегали незапланированных простоев.

Если вам нужна помощь в выборе датчика температуры, подходящего для вашей области применения, взгляните на нашего нового интеллектуального помощника по температуре.

Чтобы узнать больше о системах управления и датчиках температуры, вы можете связаться с нашими инженерами!

Как удлинить датчики температуры

К большинству устройств ControlByWeb, имеющих шину 1-Wire, можно подключить несколько датчиков температуры и/или влажности для контроля температуры/влажности.

Если у вас есть сценарий, в котором вам нужно увеличить длину кабеля датчика, у нас есть несколько рекомендаций, которые могут помочь.

Многие факторы определяют максимальную длину кабеля, в том числе:

• Топология проводки датчика
• Датчик типа
• Количество датчиков
• Тип кабеля
• Длина кабеля
• Окружающий электромагнитный шум

---

Топология проводки датчика

Несколько датчиков можно подключить двумя способами: напрямую (звездообразная топология) или «гирляндным соединением» (линейная топология). К одному устройству ControlByWeb может быть подключена комбинация топологий «звезда» и «гирлянда».

Гирляндная (линейная) топология

Шлейфовая топология сводит к минимуму отражения сигнала, обеспечивая более надежное соединение и допускает большую длину кабеля, чем звездообразная топология.

Альтернативный метод подключения: Альтернативный метод подключения (лучше всего для Cat6 или Cat5e при использовании в шумной среде) заключается в соединении DATA и GND на одной витой паре, 5 В постоянного тока на витой паре и подключении оставшихся двух пар к GND.

Рекомендуемое подключение с использованием сетевого кабеля Cat5e.
Подсоедините все неиспользуемые проводники к земле на устройстве ControlByWeb.

Топология «звезда»

Топология «звезда» предполагает прямое подключение каждого датчика к клеммной колодке устройства ControlByWeb.

Хотя эта топология не используется для расширения датчиков температуры, ее можно использовать вместе с другими датчиками, подключенными к устройству ControlByWeb через топологию гирляндной цепи.

---

Тип датчика

Датчики температуры потребляют очень мало тока; однако датчики влажности потребляют больше тока из-за дополнительной схемы.Большинство устройств без проблем поддерживают 4-6 датчиков влажности. Использование более 6 датчиков влажности с длинными удлинителями может привести к некоторым ошибкам связи между датчиками.

---

Количество датчиков

Некоторые устройства, например устройства серии X-400 (X-410, X-418, X-420), поддерживают до 16 датчиков. X-600M поддерживает до 32 датчиков. Короткие кабельные трассы будут поддерживать максимальное количество датчиков; однако при более длинных участках кабеля могут возникнуть проблемы с поддержанием связи с полным количеством датчиков.

---

Тип кабеля

Тип: Многие установки имеют большой успех с проводом Cat5e. Можно использовать Cat6, но многие считают, что Cat5e обычно предпочтительнее.

Калибр: Используйте провод малого сечения, калибр 18 или меньше, по крайней мере, с 3 жилами (Cat5e, Cat6, провод термостата 18-3 и т. д.).

Экранирование: экранирование НЕ рекомендуется при обычном использовании. Как правило, экранирование имеет тенденцию ограничивать длину кабеля до 30 футов или менее.

---

Длина кабеля

Суммарная длина всех сенсорных кабелей не может превышать 600 футов*. Кабель Cat5e успешно используется для длинных кабелей; однако из-за уникальности среды установки результаты могут различаться.

*Длина кабеля зависит от модуля, к которому вы подключаетесь. (например, XW-110B и XW-110P поддерживают только общую длину кабеля до 50 футов.)

---

Окружающий электромагнитный шум

Шина 1-Wire является «несимметричной» и не имеет встроенной защиты от помех. Он подвержен помехам, если кабель проложен рядом с линиями электропередач, люминесцентными светильниками, двигателями или другими источниками шума. Проводка кабеля должна быть короткой и не прокладываться рядом с другим электрическим оборудованием. Также избегайте антенн радиопередачи и коаксиальных линий (так как они являются источниками электрических помех).

---

Рекомендации по установке

Каждая установка может дать разные результаты.

Пожалуйста, протестируйте в нужной среде, прежде чем выполнять постоянную установку.

Подключение датчиков температуры PT100 — Duet3D

Для подключения датчика PT100 к Duet необходима интерфейсная плата RTD на базе микросхемы MAX31865. Необходимая интерфейсная плата зависит от того, какой у вас Duet.

Эти дуэты поддерживают до двух дочерних плат на базе MAX31865.Каждая дочерняя плата поддерживает два датчика температуры PT100:

На верхнем изображении показана более старая широкая версия (до версии 1.1) с перемычками под пайку для выбора между 2-проводными и 4-проводными датчиками PT100. На нижнем изображении показана версия 1.1 с обычными перемычками.

Мы поставляем пластиковую стойку с каждой дочерней доской, чтобы прикрепить дочернюю доску к Duet или к дочерней доске под ней. Если штыри стойки не входят в отверстие в печатной плате легко, сначала аккуратно сожмите штыри плоскогубцами.

На нижней плате клеммные колодки, обозначенные RTD1 и RTD2, будут каналами измерения температуры 200 и 201 соответственно. Если установить две дочерние платы PT100 друг на друга, клеммные колодки на верхней плате будут иметь каналы 202 и 203. У Duex 5 и Duex 2 есть дополнительные 4 канала, что позволяет установить еще две платы для каналов 204–207.

На этом изображении показана дочерняя плата термопары, установленная поверх платы PT100. К правому разъему платы PT100 подключен 2-проводной датчик PT100.К левому разъему подключен тестовый резистор (см. далее).

Каждый канал дочерней платы PT100 имеет 4-контактную клеммную колодку. Мы пронумеруем клеммы 1, 2, 3 и 4 по порядку (неважно, с какого конца вы начнете, потому что датчики PT100 не заботятся о полярности). Клеммы 1 и 4 подают ток на датчик, а напряжение на датчике измеряется между клеммами 2 и 3.

• Подсоедините провода PT100 к клеммам 2 и 3
• Настройте канал для двухпроводной работы:
  • Дочерние платы PT100 последнего производства (v1.1 или более поздней версии, см. изображение выше) имеют 2 набора по 2 перемычки на канал. Установите перемычки на эти контакты, т. е. между контактами 1 и 2 и между контактами 3 и 4.
  • На дочерней плате PT100 более раннего производства либо соедините каждую пару контактных площадок рядом с клеммной колодкой, либо добавьте провод между клеммами 1 и 4. 2, а другой — между клеммами 3 и 4.
  • На опытной плате PT100 уже имеется дорожка, соединяющая каждую пару контактных площадок.

• Подсоедините два провода, идущие от одного конца резистивного элемента PT100, к клеммам 1 и 2 (обычно не имеет значения, какой провод в каждой паре подключается к какой клемме)
• Подсоедините два провода, идущие к другому концу элемента сопротивления PT100 к клеммам 3 и 4
• Настройте канал для 4-проводной работы:
  • Дочерние платы PT100 последнего производства имеют 2 набора по 2 перемычки на канал.Снимите перемычки с этих контактов.
  • На более старой дочерней плате PT100 убедитесь, что 2 пары контактных площадок рядом с каждой клеммной колодкой не соединены перемычкой.
  • На готовой дочерней плате отрежьте тонкие дорожки, соединяющие каждую пару контактных площадок рядом с клеммной колодкой.

См. https://miscsolutions.wordpress.com/2016… для получения дополнительной информации об использовании 4-проводного подключения PT100.

• Подсоедините тестовый резистор 100 Ом (поставляется с дочерней платой) к клеммам 2 и 3
• Установите 2 перемычки, как для 2-проводного датчика PT100
• RepRapFirmware должен сообщать о температуре, очень близкой к 0 градусов Цельсия для этого канала.

Приобретите интерфейсную плату PT100 на базе MAX31865 стороннего производителя. В Duet используется сигнализация 3,3 В, поэтому возьмите плату без переключателей уровня 5 В. Опорный резистор на плате должен быть 400 Ом. Версии RepRapFirmware 1.20 и более поздние также позволяют использовать другие номиналы эталонного резистора, например 430 Ом.

Эти платы легко доступны на eBay. Вам понадобится один MAX31865 для каждого датчика RTD, который вы хотите подключить. Вы также можете купить платы с двумя микросхемами MAX31865, обеспечивающими два канала на одной плате.

Эти платы обычно работают как с 2-, так и с 4-проводными RTD, поэтому они имеют 4-контактную клеммную колодку. При использовании 2-проводного RTD подключите его к клеммам RTD+ и RTD-, а также добавьте проводную связь между клеммой Force+ и клеммой RTD+, а другую — между клеммой Force- и клеммой RTD-.

Платы MAX31865 подключаются к Duet 0.6 или 0.8.5 следующим образом. Если 50-контактный разъем расширения на Duet уже занят ленточным кабелем для подключения платы расширения DueX4, вы можете вместо этого подключить плату MAX31865 к 26-контактному разъему расширения на DueX4.

Max31865 Название сигнала	Название сигнала дуэта	Duet 50-WiTe разъем разъем	Conturex4 26-ходовой разъем разъем
VCC	+ 3.3V	3	25
GND	GND	2	2	21
SDO	MISO0	30	29
CS (см. Ниже)	NPCS0, NPCS1, TXD1, RXD1	27,26,11,12	20,11,6,7
SCK0	SPCK0	28	24
SDI	MOSI0	29	29	23

Подключите CS PIN-код до один контакты, перечисленные выше, разные для каждой платы MAX31865. Перечисленные выводы предназначены для каналов датчиков температуры 200, 201, 202 и 203 соответственно. Если в прошивке включена поддержка мельницы Roland, доступны только два канала (200 и 201), поскольку мельница использует два других контакта.

Вы можете одновременно подключить к шине SPI платы термопар и RTD, но каждое устройство должно иметь собственный вывод CS. Например, у вас может быть плата термопары на канале 100 и плата RTD на канале 201.

Ваша интерфейсная плата RTD может также иметь контакт DR (Data Ready).Оставьте его неподключенным.

Для связи между Duet и платой интерфейса RTD используется сигнализация SPI 4 МГц, поэтому провода должны быть короткими.

В RepRapFirmware 3 вы сначала создаете датчик с помощью M308, а затем назначаете его нагревателю с помощью M950

Например:

 ;Дуэт 2
M308 S1 P"spi.cs1" Y"rtd-max31865" ; создайте датчик номер 1 как датчик PT100 в первой позиции на разъеме дочерней платы Duet 2

;Дуэт 3
M308 S3 P"3. spi.cs1" Y" rtd-max31865" ; определите датчик температуры номер 3 как PT100 на первом порту дочерней платы температуры, подключенной к плате расширения с адресом шины CAN 3.

Дополнительные сведения см. в обзоре RepRapFirmware 3, M308 (создание или изменение параметров датчика или отчета о параметрах датчика)

Чтобы указать микропрограмме использовать канал RTD для одного из нагревателей, используйте параметр X в команде M305 для этого нагревателя, чтобы указать требуемый канал (от 200 до 203 на Duet 2, от 204 до 207 на Duex 5 или Duex). 2).

Например:

 М305 П1 Х200 

Это сообщает микропрограмме, что для нагревателя 1 (который обычно является первым нагревателем горячего конца) он должен измерять температуру с помощью платы PT100, контакт CS которой подключен к NPCS0.Параметры S, T, B, H и L команды M305 не используются. В прошивке 1.20 и более поздних версиях можно дополнительно использовать параметр R для указания номинала эталонного резистора, если он не равен 400 Ом.

Дочерняя плата поставляется с резистором 100 Ом, который можно подключить вместо двухпроводного датчика, чтобы проверить правильность работы платы. С установленным резистором показание должно быть 0°C.

Если показания при комнатной температуре выше, чем должны быть, возможно, у вас плохой контакт между интерфейсной платой RTD и датчиком, или провода к датчику слишком длинные или слишком тонкие.Каждый дополнительный ом сопротивления проводки увеличивает показание температуры на 2,5°C. Использование 4-проводного датчика PT100 улучшит ситуацию. Если у вас есть только 2-проводной датчик P100, вы все равно можете повысить точность, используя 4 провода для большей части расстояния, как https://miscsolutions.wordpress.com/2016…

Dorman 85100 Разъем датчика температуры охлаждающей жидкости: автомобильный

---

-53% 6 долларов. 93 6,93 долл. США

Цена по прейскуранту: 14,59 долл. США 14,59 долл. США Депозит без импортных сборов и 15 долларов США.21 Доставка в Российскую Федерацию Детали Доступен по более низкой цене у других продавцов, которые могут не предлагать бесплатную доставку Prime.

Торговая марка	Dorman
Артикул Размеры ДхШхВ	4.9 x 1,9 x 1,2 дюйма
Материал	Пластик
Вес изделия	0,04 фунта

---

• Убедитесь, что это подходит, введя номер модели.
• Размеры упаковки: 15,2 Д x 27,9 В x 20,3 Ш (см)
• Вес упаковки: 0,907 кг
• Электрические розетки
• Страна происхождения: Китай

› Подробнее о продукте

Как правильно выбрать и использовать датчик температуры

Вернуться на предыдущую страницу

Введение

Занимаясь проектированием, производством и применением датчиков температуры в течение двадцати лет, я провел ряд обучающих семинаров по датчикам температуры.После пространных объяснений того, как устроены и используются RTD (детекторы температуры сопротивления) и термопары, люди обычно задают вопрос: «Хорошо, а как мне определить, какой датчик использовать в моем приложении?». Данная статья призвана ответить на этот вопрос.

После краткого обзора того, как RTD и термопары сконструированы и используются для измерения температуры, мы обсудим, что отличает эти датчики друг от друга. Мы обсудим такие темы, как температурный диапазон, допуски, точность, взаимозаменяемость, а также относительные сильные и слабые стороны каждого типа.Изучив эти темы, вы лучше поймете, когда следует использовать датчик каждого типа и почему.

Обзор основ RTD и термопар

RTD:

Резисторы сопротивления

содержат чувствительный элемент, представляющий собой электрический резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Это изменение сопротивления хорошо изучено и повторяемо. Чувствительный элемент в RTD обычно содержит либо катушку с проводом, либо сетку из проводящей пленки, в которую врезан проводник (см. рис. 1).Удлинительные провода прикреплены к чувствительному элементу, поэтому его электрическое сопротивление можно измерить на некотором расстоянии. Затем чувствительный элемент упаковывается, чтобы его можно было поместить в положение в процессе, где он будет достигать той же температуры, что и в процессе (см. рис. 2).

Термопары:

Термопары, с другой стороны, содержат два электрических проводника, изготовленных из разных материалов, которые соединены на одном конце. Конец проводника, который будет подвергаться воздействию температуры процесса, называется измерительным спаем.Точка, в которой кончаются проводники термопары (обычно там, где проводники подключаются к измерительному устройству), называется эталонным спаем (см. рис. 3).

Когда измерительный и эталонный спаи термопары находятся при разных температурах, внутри проводников формируется потенциал милливольт. Зная тип используемой термопары, величину милливольтного потенциала внутри термопары и температуру эталонного спая, пользователь может определить температуру на измерительном спае.

Потенциал милливольт, создаваемый в проводниках термопары, различается в зависимости от используемых материалов. Из одних материалов получаются термопары лучше, чем из других, потому что создаваемые этими материалами милливольтные потенциалы более воспроизводимы и хорошо известны. Этим термопарам были присвоены специальные обозначения типа, такие как тип E, J, K, N, T, B, R и S. Различия между этими типами термопар будут объяснены ниже.

Температурные ограничения для RTD и термопар:

Материалы, используемые в RTD и термопарах, имеют ограничения по температуре, что может быть важным фактором при их использовании.

Датчики сопротивления

Как указывалось ранее, RTD состоит из чувствительного элемента, проводов для подключения чувствительного элемента к измерительному прибору и некоторой опоры для позиционирования чувствительного элемента в процессе. Каждый из этих материалов устанавливает пределы температуры, которой может подвергаться RTD.

Таблица 1: Материалы чувствительного элемента и пределы температуры
Материал	Рабочий диапазон температур
Платина	от -450°F до 1200°F
Никель	от -150°F до 600°F
Медь	от -100°F до 300°F
Никель/железо	от 32°F до 400°F

Чувствительный элемент в RTD обычно содержит платиновую проволоку или пленку, керамический корпус и керамический клей или стекло для герметизации чувствительного элемента и поддержки провода элемента. Как правило, платиновые чувствительные элементы могут подвергаться воздействию температур примерно до 1200°F. Другие материалы, такие как никель, медь и сплав никеля с железом, также могут использоваться, однако их полезный диапазон температур немного ниже, чем для платины. Температуры использования для всех этих материалов приведены в таблице 1.

Провода, соединяющие чувствительный элемент с приборами считывания или управления, обычно изготавливаются из таких материалов, как никель, никелевые сплавы, луженая медь, посеребренная медь или никелированная медь.Используемая изоляция проводов также напрямую влияет на температуру, которой может подвергаться RTD. Таблица 2 содержит наиболее часто используемые провода и изоляционные материалы, а также их максимальные рабочие температуры.

Таблица 2: Пределы температуры соединительного провода
Провода / изоляционные материалы	Максимальная рабочая температура
Луженая медь/ПВХ изоляция	221°F
Посеребренная медь/FEP Тефлоновая изоляция	400°F
Посеребренная медь/ТФЭ Тефлоновая изоляция	500°F
Никелированная медь/ТФЭ Тефлоновая изоляция	500°F
Никелированная медь/изоляция из стекловолокна	900°F
Сплошная никелевая проволока	1200°F

Установка чувствительного элемента в процесс также требует использования материалов. Наиболее распространенная схема заключается в том, чтобы поместить резистор и присоединенные провода в металлическую трубку с закрытым концом, заполнить трубку вибропоглощающим и/или теплопередающим материалом, таким как керамический порошок, и загерметизировать открытый конец трубки эпоксидной смолой или керамический цемент. Металлические трубки, наиболее часто используемые в RTD, изготовлены из нержавеющей стали (используется примерно до 900°F) или инконеля (используется примерно до 1200°F). Используемые материалы для гашения вибрации/теплообмена широко варьируются в зависимости от диапазона температур.Эти материалы выбираются производителем для обеспечения оптимальных характеристик в зависимости от максимальной температуры, ожидаемой при использовании. Эпоксидные герметики обычно никогда не используются при температуре выше 400–500°F. Керамические цементы могут подвергаться воздействию температур 2000°F и выше, но требуют использования герметиков для предотвращения попадания влаги в цемент и вибропоглощающий/теплообменный материал под ним.

Материал платинового RTD с самой низкой термостойкостью обычно представляет собой провод и изоляцию, используемые для соединения чувствительного элемента с приборами.Производители обычно предлагают две конструкции: низкотемпературную и высокотемпературную. В низкотемпературных конструкциях используется никелированная или посеребренная медная проволока с тефлоновой изоляцией вместе с эпоксидным уплотнением. Эта конструкция обычно ограничивается температурой от 400 до 500°F.

В высокотемпературных конструкциях обычно используется никелированная медная проволока с изоляцией из стекловолокна и керамический цемент, максимальная температура которого составляет от 900°F до 1200°F. Некоторые производители также предлагают линейку RTD, в которых используется провод из никеля или никелевого сплава с керамической изоляцией для использования при температурах до 1200°F.

Термопары:

Материалы для термопар

доступны типов E, J, K, N, T, R, S и B. Эти типы термопар можно разделить на две категории: термопары из неблагородных и благородных металлов.

Термопары типов

E, J, K, N и T известны как термопары из неблагородных металлов, поскольку они изготовлены из обычных материалов, таких как медь, никель, алюминий, железо, хром и кремний. Каждый тип термопары имеет предпочтительные условия использования, например, использование неизолированных термопар типа J (железо/константан) обычно ограничено максимальной температурой 1000°F и не рекомендуется для использования в окислительной или сернистой атмосфере из-за ухудшения свойств железа. проводник.Неизолированные термопары типа T (медь/константан) не используются при температуре выше 700°F из-за износа медного проводника. Температурные диапазоны для этих типов термопар указаны в таблице 3, а дополнительная информация по применению приведена в таблице 4.

Термопары

типа R, S и B известны как термопары из благородных металлов, поскольку они сделаны из платины и родия. Эти термопары используются в приложениях, которые превосходят возможности термопар из недрагоценных металлов. Термопары типа R и S рассчитаны на использование при температуре от 1000°F до 2700°F, а тип B рассчитан на использование при температуре от 1000°F до 3100°F.Если ожидается длительное воздействие температур выше 2500°F, целесообразно использовать термопары типа B для увеличения срока службы термопар. В термопарах типа R&S может наблюдаться значительный рост зерен, если их держать вблизи верхнего предела использования в течение длительных периодов времени.

Поскольку термопары не имеют чувствительных элементов, они не содержат многих материалов, ограничивающих температуру, которые есть в термосопротивлениях. Термопары обычно изготавливаются с использованием неизолированных проводников, которые затем изолируются прессованным керамическим порошком или формованными керамическими изоляторами.Эта конструкция позволяет использовать термопары при гораздо более высоких температурах, чем RTD.

Допуск, точность и взаимозаменяемость:

Допуск и точность — термины, которые чаще всего неправильно понимают в измерении температуры. Термин «допуск» относится к конкретному требованию, которое обычно составляет плюс или минус некоторую величину. С другой стороны, точность относится к бесконечному числу допусков в заданном диапазоне.

Например, термометры сопротивления содержат чувствительный элемент, который изготавливается таким образом, чтобы иметь определенное электрическое сопротивление при определенной температуре.Наиболее распространенным примером этого требования является то, что известно как стандарт DIN. Чтобы соответствовать требованиям стандарта DIN, RTD должен иметь сопротивление 100 Ом – 0,12 % (или 0,12 Ом) при 32 °F (0 °C), чтобы считаться датчиком класса B (датчик класса A имеет сопротивление 100 Ом). – 0,06%). Допустимое отклонение –0,12 Ом относится только к сопротивлению при 32°F и не может применяться к любой другой температуре. Многие поставщики предоставят таблицу взаимозаменяемости для

.

Таблица 3: Типы термопар, температурные диапазоны, пределы погрешности
Стандартный				Специальный
Тип	Материалы	Диапазон температур	Пределы ошибки	Диапазон температур	Пределы ошибки
Дж	Железо/Константан	32 — 559F (0 — 293C)	4F (2.2С)	32–527F (0–275°C)	2Ф (1.1С)
		550 до 1400F (от 293 до 760C)	0,75%	527 до 1400F (от 275 до 760C)	0,40%
К	Хромель/Алюмель	от -328 до -166F (от -200 до -110C)	2%
		от -166 до 32F (от -110 до 0C)	4F (2. 2С)
		32 до 559F (0 до 293C)	4Ф (2.2С)	32–527F (0–275°C)	2Ф (1.1С)
		559 до 2282F (от 293 до 1250C)	0,75%	527 до 2282F (от 275 до 1250C)	0,40%
Т	Медь/Константан	-328 до -89°F (-200 до -67°C)	1.50%
		от -89 до 32F (от -67 до 0C)	1.8F (1С)
		32 — 271F (0 — 133C)	1.8F (1С)	32–257°F (0–125°C)	0,9F (0,05°C)
		271 до 662F (от 133 до 350C)	0,75%	257–662F (125–350°C)	0,40%
Е	Хромель/Константан	-328 до -89°F (-200 до -67°C)	1%
		-274 до 32F (-170 до 0C)	3. 1Ф (1.7С)
		32–644F (0–340°C)	3.1F (1.7C)	32–482F (0–250°C)	1.8F (1С)
		644 — 1652F (340 — 900C)	0,50%	482 До 1652F (от 250 до 900C)	0,40%
Н	Никросил/Нисил	32 — 559F (0 — 293C)	4F (2.2С)
		559 до 2300F (от 293 до 1260C)	0,75%
Р	Платина/платина-13% родия	от 32 до 1112F (от 0 до 600C)	2,7F (1,5C)	от 32 до 1112F (от 0 до 600C)	1,1F (0,6C)
		от 1112F до 2642F (от 600 до 1450°C)	0,25%	от 112F до 2642F (от 600 до 1450°C)	0. 10%
С	Платина/платина-10% родий	от 32 до 1112F (от 0 до 600C)	2,7F (1,5C)	от 32 до 1112F (от 0 до 600C)	1,1F (0,6C)
		от 1112F до 2642F (от 600 до 1450°C)	0,25%	от 112F до 2642F (от 600 до 1450°C)	0,10%
Б	Платина/платина-30% родия	1472 До 3092F (от 800 до 1700C)	0.50%	1472 До 3092F (от 800 до 1700C)

Таблица 4: Информация по применению термопары

Тип	Информация о приложении
Е	Рекомендуется для постоянно окисляющихся или инертных атмосфер. Минусовые пределы погрешности не установлены. Самый высокий термоэлектрический выход из распространенных типов термопар.
Дж	Подходит для вакуума, восстановительной или инертной атмосферы, окислительной атмосферы с ограниченным сроком службы.Железо быстро окисляется при температуре выше 1000 ° F (538 ° C), поэтому для высоких температур рекомендуется использовать только толстую проволоку. Неизолированные элементы не должны подвергаться воздействию сернистой атмосферы при температуре выше 1000°F (538°C).
К	Рекомендуется для постоянной окислительной или нейтральной атмосферы. В основном используется при температуре выше 1000°F (538°C). Может выйти из строя при воздействии серы. Преимущественное окисление хрома в положительной ветви при определенных низких концентрациях кислорода вызывает «зеленую гниль» и большие отрицательные отклонения калибровки, наиболее серьезные в диапазоне 1500–1900°F (816–1038°C).Этого можно избежать с помощью вентиляции или инертного уплотнения защитной трубки.
Н	Может использоваться в тех случаях, когда элементы типа K имеют более короткий срок службы и проблемы со стабильностью из-за окисления и развития «зеленой гнили».
Т	Может использоваться в окислительной, восстановительной или инертной атмосфере, а также в вакууме. Не подвержен коррозии во влажной среде. Пределы погрешности опубликованы для диапазонов отрицательных температур.
R&S	Рекомендуется для высоких температур. Должен быть защищен неметаллической защитной трубкой и керамическими изоляторами. Продолжительное использование высоких температур вызывает рост зерна, что может привести к механическому повреждению. Отрицательный дрейф калибровки, вызванный диффузией родия в чистую ветвь платины, а также улетучиванием родия. Тип R используется в промышленности, тип S — в лаборатории.
Б	То же, что и R&S, но с меньшим выходом.Кроме того, имеет более высокую максимальную температуру и менее подвержен росту зерен.

Термометры сопротивления, предоставляющие пользователю таблицу допусков при определенных температурах (см. Таблицу 5):

Таблица 5: Таблица типовой взаимозаменяемости RTD
Температура	Допуск при температуре
	Температура	Сопротивление
-200°C	–1.3°С	–0,56 Ом
-100°C	– 0,8°С	– 0,32 Ом
0°С	– 0,3°С	– 0,12 Ом
100°С	– 0,8°С	– 0,30 Ом
200°C	– 1,3°С	– 0.48 Ом
300°C	– 1,8°С	– 0,64 Ом
400°С	– 2,3°С	– 0,79 Ом
500°С	– 2,8°С	– 0,93 Ом
600°С	– 3,3°С	– 1,06 Ом

Термопары, с другой стороны, имеют другие спецификации, чем RTD, потому что они изготавливаются по-другому. В отличие от чувствительного элемента в RTD, потенциал милливольт, генерируемый в термопаре, зависит от состава материала и металлургической структуры проводников. Следовательно, термопарам не присваивается значение при определенной температуре, а задаются пределы погрешности, которые охватывают весь диапазон температур.

Эти пределы, установленные для термопар, известны как стандартные или специальные пределы погрешности. Таблица 3 содержит стандартные и специальные пределы погрешности для каждого стандартного типа термопары.Следует отметить, что пределы значений погрешности, указанные в таблице 3, относятся к новым термопарам до их использования. Как только термопары подвергаются воздействию технологических условий, изменения в проводниках термопары могут привести к увеличению погрешностей. Пользователям рекомендуется периодически проводить тесты для определения состояния термопар, используемых в приложениях с высокой надежностью или близкой точностью.

Сильные и слабые стороны

Каждый тип датчика температуры имеет свои сильные и слабые стороны.

RTD Сильные стороны:

Термометры сопротивления

обычно используются в приложениях, где важны воспроизводимость и точность. Правильно сконструированные платиновые термометры сопротивления имеют очень воспроизводимые зависимости сопротивления от температуры во времени. Если процесс будет проходить при определенной температуре, удельное сопротивление RTD при этой температуре можно определить в лаборатории, и оно не будет значительно меняться с течением времени. RTD также обеспечивают более легкую взаимозаменяемость, поскольку их первоначальная вариация намного ниже, чем у термопар.Например, термопара типа К, используемая при температуре 400°F, имеет стандартный предел погрешности – 4°F. Взаимозаменяемость 100-омного DIN, класса B платинового RTD составляет –2,2°F при той же температуре. RTD также можно использовать со стандартным измерительным кабелем для подключения к оборудованию отображения или управления, где термопары должны иметь соответствующий провод термопары для получения точных измерений.

RTD Слабые стороны:

В той же конфигурации вы можете ожидать, что вы заплатите от 4 до 10 раз больше за RTD, чем за термопару из недрагоценного металла.RTD дороже, чем термопары, потому что для изготовления RTD требуется больше конструкции, включая изготовление чувствительного элемента, подключение удлинительных проводов и сборку датчика. Термометры сопротивления не так хорошо работают в условиях высокой вибрации и механических ударов, как термопары, из-за конструкции чувствительного элемента. Термометры сопротивления также ограничены по температуре приблизительно до 1200°F, тогда как термопары могут использоваться до 3100°F

Прочность термопары:

Термопары могут использоваться для температур до 3100°F, как правило, стоят меньше, чем термометры сопротивления, и их можно сделать меньше по размеру (приблизительно до .020” в диаметре), чтобы обеспечить более быструю реакцию на температуру. Термопары также более долговечны, чем RTD, и поэтому могут использоваться в условиях сильной вибрации и ударов.

Слабые стороны термопары:

Термопары менее стабильны, чем термометры сопротивления, при воздействии умеренных или высоких температур. В критических приложениях термопары должны быть удалены и протестированы в контролируемых условиях, чтобы проверить работу. Удлинительный провод термопары должен использоваться при подключении датчиков термопары к прибору термопары или контрольному оборудованию.Использование измерительного провода (покрытая медью) приведет к ошибкам при изменении температуры окружающей среды.

Резюме:

Как термопары, так и RTD являются полезными инструментами для определения температуры процесса. Термометры сопротивления обеспечивают более высокую точность, чем термопары, в своем температурном диапазоне, поскольку платина является более стабильным материалом, чем большинство материалов для термопар. RTD также используют стандартный измерительный провод для подключения к контрольно-измерительному оборудованию.

Термопары

, как правило, дешевле, чем RTD, они более долговечны в условиях сильной вибрации или механических ударов и могут использоваться при более высоких температурах. Термопары могут быть меньше по размеру, чем большинство термометров сопротивления, поэтому их можно формовать в соответствии с конкретным приложением.

Объяснение датчиков температуры

— инженерное мышление

Объяснение датчиков температуры. В этой статье мы рассмотрим контактные датчики температуры, чтобы понять различные типы и принципы их работы. Мы рассмотрим основные типы, такие как термометр, термопара, датчик температуры сопротивления и термистор, а также сравним технологии ближе к концу.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть БЕСПЛАТНОЕ видеоруководство на YouTube

🎁 Начните свой бесплатно Датчик температуры Danfoss eLesson – http://bit.ly/TempSensorDL

Электронные уроки по датчикам температуры, доступные в Danfoss Learning, дадут вам представление о программе датчиков температуры Danfoss, системе обозначения типов, о том, какие датчики лучше всего подходят для каждого применения, и о том, как выбрать датчик. Вы также получите более глубокое понимание технологии датчиков температуры.Создайте бесплатную учетную запись Danfoss Learning — http://bit.ly/TempSensorDL

Как мы физически измеряем температуру?

Все мы знаем, что можем измерить температуру с помощью термометра. Это очень простая конструкция, используемая сотни лет. Это просто запаянная стеклянная трубка, частично заполненная какой-то жидкостью, например ртутью или спиртом. При подаче тепла жидкость расширяется и поднимается вверх по столбу.

Высота столбика разделена и отмечена для соотнесения с известными температурами, например: при температуре 100°C (212°F) вода кипит, а при 0°C (32°F) замерзает.Поскольку объем жидкости расширяется и сжимается, мы можем легко определить температуру.

Этот метод прост в использовании людьми, но он медленный, не самый надежный и точный, и мы довольно ограничены в диапазоне температур. Нам нужен быстрый и точный способ получения цифровых показаний температуры, который позволит компьютерам и контроллерам точно отслеживать и автономно управлять системами.

Термопара

Самый старый способ точного цифрового измерения температуры — использование термопары.Если у вас есть ручной датчик температуры или даже мультиметр, который может снимать показания температуры, он, вероятно, будет поставляться с одним из них. Они также встроены в прочные корпуса, что является гораздо более прочной конструкцией, которая обычно используется для промышленных установок.

С помощью термопары мы соединяем два разных металла вместе на одном конце, а другие концы соединяем в клеммную колодку. Затем мы используем вольтметр для считывания разницы напряжений между двумя металлами. Напряжение здесь будет очень маленькое.

Как это работает?

Если взять в руку металлический стержень и поместить другой конец в пламя, мы знаем, что стержень будет нагреваться, и это тепло будет распространяться по длина стержня до нашей руки. То, что здесь происходит, это захватывающая жара атомы и молекулы, которые формируют структуру материалов.

Тепло заставляет молекулы и атомы вибрировать. Эта вибрация настолько мала, что вы не можете почувствовать ее рукой. Возбужденные атомы позволят своим свободным электронам двигаться легче, и они будут двигаться к более холодному концу стержня.

Это происходит только потому, что существует температурный градиент, разница температур от одного конца к другому. Таким образом, на более холодном конце у нас будет немного больше электронов, чем на более горячем конце, и, поскольку электроны заряжены отрицательно, мы получаем слегка отрицательно и положительно заряженные концы стержня.

Напряжение похоже на давление, когда мы измеряем напряжение, мы измерение разности или разности потенциалов между двумя точками. если ты представьте водопроводную трубу под давлением, мы можем увидеть давление с помощью манометра.

Показание давления также сравнивает две разные точки, давление внутри трубы по сравнению с атмосферным давлением снаружи трубка. Когда бак пуст, датчик показывает ноль, потому что ему нечего делать. сравните, оба имеют одинаковое давление.

То же самое с напряжением, мы сравниваем разницу с одним указать на другое, если мы считываем 1,5-вольтовую батарею, мы получаем показание 1,5 В, но если мы попытаемся измерить ту же сторону, мы не получим никакого напряжения. Мы можем измерять только разницу между двумя точками.

Возвращаясь к термопаре. Если бы мы соединили вместе два провода из одного и того же материала, скажем, из меди, и нагрели бы их конец, чтобы создать разницу температур, то электроны рассеялись бы и накапливались на холодных концах. Однако они будут накапливаться в равных количествах в каждом проводе, потому что они из одного и того же материала, поэтому оба проводят тепло одинаково, и градиент температуры будет одинаковым. Поэтому наш вольтметр не сможет измерить никакой разницы.

Однако, если мы соединим два провода из различных материалов, скажем, меди и железа, то эти два металла будут проводить тепло по-разному, поэтому их температурный градиент будет другим. Это означает накопление электронов на холодных концах будет другим. Итак, мы можем подключить вольтметр к этому и прочитать разницу в напряжении.

Чтобы превратить это в полезный инструмент, мы просто калибруем его, проверяя устройство на известные температуры и отмечая генерируемые напряжения, а затем используем формулу, чтобы определить температуру по напряжению.

Чтобы это работало лучше всего, мы должны погрузить холодный спай в ванну со льдом, таким образом, мы получим напряжение с эталоном относительно 0°C (32°F).Помните, что мы сравниваем давление в трубе с атмосферным давлением снаружи, потому что мы знаем давление снаружи трубы, это атмосферное давление, которое составляет 101,325 кПа или 1 бар. Итак, чтобы показания напряжения были точными, нам нужно измерять что-то, что мы знаем, поэтому мы используем ледяную воду, потому что мы знаем, что эта температура постоянна 0 ° C (32 ° F).

Этот метод используется во многих научных лабораториях, однако он не очень практичный для большинства инженерных приложений, поэтому вместо того, чтобы улучшить точности мы оставляем холодные соединения при одинаковой температуре окружающей среды, а затем компенсировать разницу, измерив температуру соединения и применение формулы для компенсации ошибки. Для измерения температуры соединения мы часто используем датчик температуры RTD, который мы рассмотрим далее.

Датчик температуры сопротивления или RTD.

Это также довольно простая конструкция и, вероятно, ее легче понять, чем термопару. Обычно они имеют такой дизайн для инженерных приложений с прочным корпусом.

Как это работает? Итак, мы знаем, что электричество — это поток электронов по цепи. Мы рассмотрели это в других руководствах, нажмите здесь , чтобы узнать об этом подробнее.

Когда мы пропускаем электричество через материал, скажем, медная проволока, материал будет иметь некоторое сопротивление потоку электронов и мы можем измерить это сопротивление мультиметром. Различные материалы имеют разные уровни сопротивления.

Температура материала изменит сопротивление материала. Сопротивление большинства проводников увеличивается по мере того, как они нагреваются, что типично для металлов. Это происходит потому, что, когда атомы и молекулы возбуждаются, они движутся, поэтому свободным электронам труднее пройти без столкновения.

Используя формулу, известную как закон Ома, напряжение равно произведению тока на сопротивление. Это означает, что пока мы сохраняем ток одинаковым, изменение сопротивления вызовет изменение напряжения. Поскольку температура изменяет сопротивление материала, мы можем измерить напряжение, чтобы определить температуру.

Мы используем такой материал, как платина, который имеет почти линейную зависимость сопротивления от температурного градиента. Мы снова тестируем материал при известных температурах, чтобы получить график. Например, при 0°C (32°F) материал будет иметь сопротивление 100 Ом, а при 100°C (212°F) сопротивление 138 Ом.5 Ом.

Для этого типа существует несколько различных конструкций, но как правило, это пленка, в которой платина нанесена на керамическая пластина в узор и запечатана в стекло. Или это будет платиновая проволока намотанный на керамический сердечник, снова запечатанный в стекло для защиты.

Термисторы

Термисторы

имеют несколько вариантов конструкции, но это либо гибкая версия для портативного использования, либо более прочная конструкция для стационарных установок.

Термистор — это просто терморезистор.Это означает, что это электрический резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры.

Существует два типа термисторов: NTC или отрицательный температурный коэффициент и PTC с положительным температурным коэффициентом .

Ранее мы видели, что сопротивление металла обычно увеличивается с повышением температуры, потому что атомы начинают колебаться, что затрудняет прохождение электрона без столкновения.

Термистор типа PTC ведет себя примерно так, мы называем это положительно, потому что если мы нанесем сопротивление на график с температурой, то получим восходящая тенденция, показывающая увеличение сопротивления с температурой.

Другим типом является NTC или отрицательный температурный коэффициент. В этом типе мы используем полупроводник, который ведет себя немного иначе. Как вы могли догадаться, мы называем это отрицательным температурным коэффициентом, потому что, когда мы строим график зависимости сопротивления от температуры, сопротивление этого типа фактически уменьшается. Это связано со структурой атома и материала.

Если мы сначала посмотрим на упрощенный атом металла, у нас будет ядро ​​в центре, а затем несколько электронов на разных орбитальных оболочках.Проводник имеет 1-3 электрона на внешней или валентной оболочке. Каждая оболочка содержит максимальное количество электронов, и электрон должен иметь определенное количество энергии, чтобы попасть в каждую оболочку. Наиболее удаленные от ядра электроны обладают наибольшей энергией. Нам нужно, чтобы электроны могли перемещаться между атомами, чтобы материал мог нести электричество.

Электроны удерживаются на месте ядром, но если они могут достичь зоны проводимости, они могут освободиться и двигаться. В атоме металла зона проводимости и валентная оболочка перекрываются, поэтому электрону легко освободиться и двигаться.

В изоляторе самая внешняя валентная оболочка упакована, места для соединения электронов практически нет. Ядро крепко держит электроны, а зона проводимости находится далеко, поэтому электроны не могут добраться до нее и убежать. Следовательно, электричество не может проходить через этот материал.

Однако у полупроводника 1 слишком много электронов во внешней оболочке, чтобы он был проводником, поэтому он ведет себя как изолятор, но зона проводимости довольно близка. Если мы нагреем материал, некоторые электроны получат достаточно энергии, чтобы совершить прыжок и вырваться из атома.Чем больше тепла добавляется, тем больше электронов перемещается от большего количества атомов, и поэтому сопротивление материалов уменьшается.

Его основная конструкция представляет собой просто кусок полупроводника между двумя проводниками, герметизированный защитным покрытием.

Какой тип датчика температуры лучше?

Все они имеют разные плюсы и минусы. Идеальной подгонки не бывает, всё зависит от того, для чего вам это нужно.

Учтите, что они используются для всего, от воды, пар, воздух, газ, хладагенты, масло и они используются везде от двигателей, системы кондиционирования воздуха, воздушные компрессоры, системы отопления, гидравлика, производственные линии и др.

Но я составил эмпирическую таблицу для сравнения различные виды. Вы можете видеть, что каждый из них имеет разные диапазоны, точность и надежность, которая будет отражаться на цене.

---

Основы датчика температуры

— NI

Теория работы термопары

Термопары работают по принципу, известному как эффект Зеебека. Когда две проволоки из разнородных металлов соединяются и нагреваются с одного конца, образуется термоэлектрическая цепь, вызывающая измеримую разность потенциалов, известную как напряжение Зеебека, на «холодном» конце.Данное сочетание металлов различается по температурному диапазону, чувствительности и погрешности в зависимости от свойств этих металлов.

Рис. 1: Иллюстрация эффекта Зеебека

Каждый тип термопары состоит из уникальной пары металлов. Вам необходимо понимать рабочие характеристики типа термопары, которую вы выбираете для измерения температуры. Некоторые термопары обеспечивают широкий диапазон температур за счет очень нелинейной зависимости напряжения от температуры, в то время как другие обеспечивают меньший (но более линейный) диапазон температур.

Типы термопар

Как упоминалось выше, вы можете выбрать термопару из множества типов и конструкций. Типы обычно определяются буквенным обозначением, например, E, J или K. Тип термопары определяет металлы, используемые для создания термопары; следовательно, он также определяет рабочий диапазон, точность и линейность термопары. На следующих графиках показана характеристика напряжения различных типов термопар в диапазоне температур.

Рис. 2. Температурная характеристика различных типов термопар

В дополнение к типу термопары необходимо выбрать конфигурацию оболочки. Некоторые из этих вариантов показаны на рис. 3, включая заземление, изоляцию, герметизацию и открытый доступ.

 

Рис. 3: Варианты для оболочки термопары

Каждая конфигурация имеет преимущества и недостатки в отношении времени отклика, помехозащищенности и безопасности. В таблице 1 представлен обзор влияния каждого параметра конфигурации.

 

Конфигурация соединения	Преимущества	Недостатки
Открытый	Самый быстрый ответ (~0.от 1 до 2 с)	Контур заземления и шумовой потенциал без химической защиты наиболее подвержен физическим повреждениям
Внешний борт	Быстрый отклик (~15 с)	Контур заземления и шумовой потенциал без химической защиты подвержен физическим повреждениям
Герметичный и заземленный	Физическая и химическая защита	Медленный отклик (~40 с) Контур заземления и шумовой потенциал
Герметичный и изолированный	Физическая и химическая защита электрическая защита (предотвращает контуры заземления и помехи)	Самая медленная реакция (~75 с)

Таблица 1: Обзор конфигураций соединения термопары

.

Разное