Датчик температуры: контроль температурного режима двигателя

18.01.2017
#Датчик температуры

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

#Планка генератора

Планка генератора: фиксация и регулировка генератора автомобиля

14.09.2022 | Статьи о запасных частях

В автомобилях, тракторах, автобусах и иной технике электрические генераторы монтируются к двигателю посредством кронштейна и натяжной планки, обеспечивающей регулировку натяжения ремня. О планках генератора, их существующих типах и конструкции, а также выборе и замене этих деталей — читайте в статье.

#Переходник для компрессора

Переходник для компрессора: надежные соединения пневмосистем

31.08.2022 | Статьи о запасных частях

Даже простая пневматическая система содержит несколько соединительных деталей — фитингов, или переходников для компрессора. О том, что такое переходник для компрессора, каких типов он бывает, зачем необходим и как устроен, а также о верном подборе фитингов для той или иной системы — читайте в статье.

#Стойка стабилизатора Nissan

Стойка стабилизатора Nissan: основа поперечной устойчивости «японцев»

22.06.2022 | Статьи о запасных частях

Ходовая часть многих японских автомобилей Nissan оснащается стабилизатором поперечной устойчивости раздельного типа, соединенным с деталями подвески двумя отдельными стойками (тягами). Все о стойках стабилизатора Nissan, их типах и конструкции, а также о подборе и ремонте — читайте в данной статье.

#Ремень приводной клиновой

Ремень приводной клиновой: надежный привод агрегатов и оборудования

15. 06.2022 | Статьи о запасных частях

Для привода агрегатов двигателя и в трансмиссиях различного оборудования широко применяются передачи на основе резиновых клиновых ремней. Все о приводных клиновых ремнях, их существующих типах, особенностях конструкции и характеристиках, а также о правильном выборе и замене ремней — читайте в статье.

Вернуться к списку статей

Как работает датчик температуры охлаждающей жидкости

Sign in

Welcome!Log into your account

Ваше имя пользователя

Ваш пароль

Вы забыли свой пароль?

Password recovery

Восстановите свой пароль

Ваш адрес электронной почты

Домой устройство автомобиля Как работает датчик температуры охлаждающей жидкости

В данной публикации разберемся, как работает датчик температуры охлаждающей жидкости автомобильного двигателя.
Во всех современных автомобилях в системе охлаждения устанавливаются датчики температуры, которые представляют собой полупроводниковые резисторы, имеющие отрицательный температурный коэффициент сопротивления (ТКС), — это сопротивление изменяется в зависимости от той или иной температуры окружающей среды. Если сравнивать металлические терморезисторы и полупроводниковые то вторые имеют раз в 10 большее значение ТКС, т.е. перемена температуры влияет на резкое изменение их сопротивления.

Следовательно, чтобы датчик функционировал, его нужно подключить к электрической цепи контрольного прибора. После изменения температуры среды, в которой находится рабочий элемент, ток проходящий через датчик температуры вызывает отклонение стрелки в контрольном приборе При изменении температуры охлаждающей жидкости проходящий ток меняется, что вызывает отклонение стрелки указателя контрольного прибора. Сопротивление терморезистора датчика нелинейно зависит от температуры

Устройство и принцип работы.
Указатели температуры охлаждающей жидкости (термометры), которые устанавливаются в автомобилях являются логометрического типа (рис. 1.3.), принцип их действия основан на взаимодействии поля постоянного магнита 6 соединенного со стрелкой 2,с результирующим магнитным полем трех измерительных обмоток (1,3,4),по ним протекает ток, и его величина в обмотке 1 зависит от сопротивления датчика.

Датчик термометра (рис. 1.4) изготовлен из латунного или бронзового баллона (корпус) 3, где
на верхней, расширенной его части имеется шестигранник под ключ и резьба коническая, с помощью которой ,собственно, и крепится сам датчик. К плоскому дну баллона прикреплен терморезистор 1. Терморезистор и зажим разделяет изолированная токоведущая пружина 2. Когда температура ОЖ совсем низкая, сопротивление датчика велико, а значит ток ток в обмотке 1 (см. рис. 1.3) будет низким. Таким образом действия результирующего магнитного потока всех трех обмоток постоянный магнит и вместе с ним стрелка 2 будут повернуты в левую часть шкалы. Когда температура увеличится сопротивление терморезистора уменьшится увеличится ток в обмотке 1 и уменьшится создаваемый ею магнитный поток. Результирующий магнитный поток обмоток также изменяется, и стрелка 2 поворачивается в правую часть шкалы указателя.

Предыдущая статьяВидеопособие по выбору подержанного Opel Vectra B

Следующая статьяКак самому заменить свечи зажигания на Kia Sportage (двигатель DOHC 2.0)

ПОПУЛЯРНЫЕ СООБЩЕНИЯ

Adblock
detector

Все о датчиках температуры – принцип их работы и области применения

Изображение предоставлено: Ольга Литвинчук/Shutterstock.com

Термин «датчик температуры» относится к классу устройств, которые обеспечивают измерение температуры объектов и либо отображают показания напрямую, либо выдают выходной сигнал, значение которого можно преобразовать в показания температуры. Температура является фундаментальным измерением тепловой энергии и может рассматриваться как мера средней кинетической энергии атомов и молекул материала.

Существует несколько типов датчиков температуры, используемых в промышленности. В этой статье будут рассмотрены различные типы датчиков температуры и предоставлена ​​информация об их функционировании и их применении. Чтобы узнать больше о других датчиках, ознакомьтесь с нашей статьей «Датчики — полное руководство (типы, области применения и поставщики)».

Типы датчиков температуры

Датчики температуры

обычно относятся к одному из следующих основных типов:

• Термопары
• Термометры сопротивления (резистивные датчики температуры)
• Термисторные датчики температуры
• Полупроводниковые датчики температуры
• Термометры
• Вибропроводные датчики температуры

Большинство из них (за исключением инфракрасных датчиков температуры) являются контактными датчиками, что означает, что датчик или зонд должен физически контактировать с объектом, чья температура измеряется, чтобы получить показания. Инфракрасные датчики измеряют излучаемую тепловую энергию объекта для определения его температуры и поэтому являются бесконтактными датчиками.

За исключением некоторых видов термометров, большинство датчиков температуры предназначены для генерации выходного электрического сигнала, который используется для определения значения температуры.

Термопары

Термопары измеряют температуру с помощью зонда, сконструированного путем соединения двух разных металлов вместе, чтобы сформировать соединение на одном конце и к которому подключен вольтметр на другом конце. Конец зонда, называемый горячим спаем (где соединяются металлы), используется для контакта с объектом, температура которого измеряется, в то время как другой конец зонда, называемый холодным спаем, находится при эталонной температуре. Будет присутствовать разность потенциалов в вольтах, зарегистрированная на вольтметре, значение которой пропорционально представляет разность температур между горячим и холодным спаями термопары.

Большинство термопар покрыты защитной оболочкой для изоляции металлов от температуры окружающей среды и обеспечения некоторой степени защиты от коррозии. Материалы оболочки включают, например, нержавеющую сталь 1316, нержавеющую сталь 304 или инконель 600.

В зависимости от конкретных металлов, используемых для изготовления термопары, устройствам присваивается буквенный тип, такой как тип J, K, T, N, E, B, R или S. Каждый из этих типов имеет определенные характеристики, связанные с его температурой. диапазон, вибростойкость, химическая совместимость и области применения. Термопары из недрагоценных металлов относятся к типам J, K, T и E и являются наиболее распространенными. Так называемые термопары из благородных металлов относятся к типам R, S и B. В таблице 1 ниже перечислены различные типы термопар и состав их металлов.

Таблица 1 – Типы термопар и металлический состав

Соединения термопар

доступны в нескольких стилях, наиболее распространенными из которых являются заземленные термопары. В термопаре этого типа и металлические провода, и оболочка свариваются вместе, образуя единое соединение на наконечнике зонда. Это приводит к очень быстрому времени отклика из-за хорошего теплового соединения, компромиссом является большая восприимчивость к электрическим помехам, поскольку оболочка и провод термопары соединены вместе, обеспечивая увеличенный путь в устройство. У незаземленных термопар оболочка не приварена к проводам термопары, а изолирована с помощью изолятора. Так называемые термопары с неизолированным проводом обнажают провод термопары непосредственно на зонде, что обеспечивает быстрое время отклика устройства, но также увеличивает риск коррозии и разрушения устройства в результате открытого соединения. Необычная незаземленная термопара — это такая, в которой используется двойная конструкция термопары с оболочкой, изолированной от проводов термопары, и каждая термопара также изолирована от другой. Чтобы узнать больше об этих датчиках, ознакомьтесь с нашим руководством по типам термопар.

Термометры сопротивления (резистивные датчики температуры)

Датчики температуры сопротивления

, сокращенно RTD, представляют собой датчики температуры, которые используют изменение электрического сопротивления, происходящее в проводящем материале, для определения значения температуры. Проводники электричества, такие как металл, обладают электрическим сопротивлением, которое является мерой относительной легкости, с которой электрический ток будет течь через проводник при приложении заданного напряжения или разности потенциалов. При изменении температуры электрическое сопротивление, которое измеряется в омах, также изменяется, причем более высокие температуры приводят к увеличению сопротивления. RTD состоят из резистивного элемента, через который проходит небольшой электрический ток, обычно в диапазоне 1-5 миллиампер, и измеряется сопротивление. Любые изменения температуры изменят значение измеренного сопротивления, которое можно приравнять к значению температуры, зная свойства материалов, используемых для резистивного элемента. Платина является предпочтительным металлом, используемым в RTD, благодаря тому, что она очень стабильна, химически инертна, может работать в широком диапазоне температур и демонстрирует очень сильную линейную зависимость между своим сопротивлением и температурой. Эта последняя характеристика упрощает процесс преобразования электрического сопротивления в показания температуры. Другие варианты резистивных элементов в RTD включают никель и медь. Материал, используемый в RTD, определяется их температурным коэффициентом сопротивления (TCR), который является мерой того, как электрическое сопротивление материала изменяется по отношению к изменению температуры на один градус. Металлы и электропроводящие материалы имеют положительное значение TCR, в то время как полупроводники и неметаллические вещества будут иметь отрицательное значение TCR, что означает, что они становятся менее резистивными с повышением температуры.

RTD

обычно изготавливаются либо в тонкопленочной, либо в проволочной обмотке. В РДТ пленочного типа используется платина, нанесенная на керамическую пластину, инкапсулированную в стекло, в то время как в РДТ с проволочной обмоткой используется платиновая проволока, намотанная на керамический сердечник и герметизированная стеклянным герметиком. С RTD используются различные конфигурации проводки датчика, обычно 2-проводные, 3-проводные или 4-проводные. Использование 2-х проводов обеспечивает простую схему, но страдает от точности, так как сопротивление выводов проводов не может быть изолировано от измеренного значения сопротивления. Трехпроводная конфигурация позволяет выполнять два отдельных измерения, что позволяет вычесть влияние сопротивления провода из общего измерения сопротивления и получить результирующее значение сопротивления. 4-проводная конфигурация позволяет производить прямое измерение сопротивления датчика, исключая влияние подводящих проводов. Мост Уитстона обычно используется для измерения сопротивления, связанного с термометрами сопротивления, для установления значений температуры.

Термисторные датчики температуры

Термисторы, термин, полученный из объединения слов THERM ally чувствительный res ISTORS , являются датчиками температуры, которые используют свойство изменения электрического сопротивления, которое происходит с температурой, в качестве средства получения показаний для значение температуры. Эти пассивные устройства демонстрируют точное изменение своего электрического сопротивления, которое пропорционально изменениям температуры устройства. Существует два основных типа термисторов: термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) и термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC).

Термисторы

с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) — это термисторы, сопротивление которых уменьшается с повышением температуры, в то время как термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC) демонстрируют увеличение электрического сопротивления с повышением температуры. Термистор NTC чаще всего используется в приложениях для измерения температуры, в то время как термистор PTC используется в приложениях для защиты электрических цепей, таких как ограничение пускового тока или защита от перенапряжения для цепи или устройства.

Термисторы

доступны в самых разных материалах, упаковках и формах, включая диски, чипы, шарики или стержни, в зависимости от необходимого диапазона рабочих температур и времени отклика. Они могут быть упакованы или залиты эпоксидной смолой, стеклом, фенольной смолой или окрашены. Как правило, это небольшие недорогие датчики температуры, обеспечивающие малое время отклика в ограниченном диапазоне рабочих температур. Они также имеют большее изменение значения сопротивления на единицу изменения температуры, что дает возможность повысить чувствительность и точность показаний. Ограничения термисторов заключаются в том, что они имеют нелинейные кривые температурного отклика, в отличие от RTD, и подвержены самонагреву, если токи возбуждения слишком велики. Они также имеют ограниченный температурный диапазон и могут стать нестабильными при более высоких температурах. Температурные кривые также варьируются от производителя к производителю, что усложняет взаимозаменяемость.

Термисторы применяются в аэрокосмической, бытовой, автомобильной, коммуникационной, HVAC, контрольно-измерительной, медицинской, военной и холодильной технике.

Полупроводниковые датчики температуры

Полупроводниковые датчики температуры, иногда называемые полупроводниковыми датчиками температуры, представляют собой датчики температуры, которые изготавливаются в виде малогабаритной интегральной схемы (SOIC) или других типов корпусов, таких как TO-223, которые затем могут быть установлены на печатных платах (PCBs). В устройствах используются полупроводниковые диоды или транзисторы, вольтамперные характеристики которых зависят от температуры.

К основным типам полупроводниковых датчиков температуры относятся:

• Датчики температуры с выходным напряжением
• Датчики температуры с токовым выходом
• Датчики температуры с цифровым выходом
• Датчики температуры на выходе сопротивления
• Диодные датчики температуры

Температурные датчики этого типа имеют довольно хорошую линейность их выходного сигнала с температурой и могут обеспечить приемлемую точность показаний во всем диапазоне при условии, что они правильно откалиброваны. Однако они имеют ограниченный температурный диапазон и не подходят для измерения высоких температур.

Термометры

Термометры — это самая старая и наиболее известная форма датчика температуры, используемая в промышленности и домашнем хозяйстве. Термометры бывают разных типов, одним из самых узнаваемых из них является жидкостной термометр. Этот тип термометра состоит из трубки, обычно сделанной из стекла, содержащей жидкость, такую ​​как спирт или ртуть, объем которой изменяется пропорционально температуре. Трубка прикреплена к шкале, которая была откалибрована для отображения температуры непосредственно по шкале Фаренгейта или Цельсия (по шкале Цельсия). Доступны различные варианты, такие как портативные, карманные и жидкости для чтения черного или красного цвета.

В другом варианте термометра используется биметаллическая катушка, прикрепленная к лицевой панели со стрелочным циферблатом и градуировкой для считывания температуры. Каждый металл, используемый в биметаллической полосе, имеет разный коэффициент теплового расширения в зависимости от температуры, что приводит к разматыванию и сматыванию рулона при изменении температуры. Это вращательное движение позиционирует иглу напротив лицевой панели, чтобы отразить текущее показание температуры.

Инфракрасные термометры представляют собой бесконтактные электронные термометры, которые отображают цифровое значение температуры, а не показания аналоговой шкалы. Устройства определяют уровень излучения черного тела, излучаемого объектом, и преобразуют этот уровень излучения в показания температуры. Термометр фокусирует энергию через линзу на термобатарею, которая производит электрическую мощность, пропорциональную количеству поглощенного тепла. Инфракрасные термометры могут записывать и сохранять значения, полезные для экономии времени и повышения эффективности процедур. Инфракрасные термометры используются для регистрации температуры пациента в таких областях, как барабанная перепонка (барабанная перепонка), которые слишком чувствительны для использования стандартного контактного термометра. Они также полезны для использования пожарными, поскольку они могут определять температуру стен, чтобы оценить, как распространяется огонь, без необходимости разрывать стену, чтобы физически осмотреть ее или проверить наличие горячих точек в горящем здании. Тот факт, что устройство может снимать показания бесконтактным способом, означает, что устройства также полезны в тех случаях, когда прямой контакт может быть опасен для персонала или оборудования.

Хотя термометры полезны, они ограничены тем фактом, что многие модели требуют ручного управления, медленно записывают и восстанавливают показания, не очень точны и имеют ограниченный диапазон температур, в котором могут быть сделаны показания. Несмотря на эти ограничения, на рынке существует множество различных моделей термометров, и они находят применение в различных целях, в том числе:

• Сельское хозяйство и молочная промышленность
• Кондиционер
• Бытовая техника
• Аквариумы
• Выпечка и кулинария
• Котлы и печи
• Пивоварни и ликеро-водочные заводы
• Изготовление конфет
• Консервирование
• Кондитерские изделия
• Тестирование фруктов
• Теплицы
• Грелки
• Лаборатории
• Медицинский и клинический мониторинг лихорадки у пациентов
• Электростанции
• Железнодорожные вагоны-рефрижераторы и холодильные камеры
• Бассейны (стационарные и плавучие)
• Ветеринария

Датчики температуры с вибрирующей проволокой

Датчики температуры с вибрирующим проводом

состоят из магнитной проволоки с высокой прочностью на растяжение, которая натянута между концами и прикреплена к разнородному металлу. Напряжение, существующее в проводе, напрямую зависит от температуры. При изменении температуры изменяется натяжение проволоки, что изменяет собственную резонансную частоту подвешенной проволоки. Частота пропорциональна температуре и может использоваться для определения температуры датчика. Вибропроводные датчики температуры используются для измерения температуры воды, грунта и бетонных конструкций.

Резюме

В этой статье представлена ​​информация о датчиках температуры, в том числе о различных типах, принципах их работы и областях их применения. Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг, включая более 1000 поставщиков датчиков температуры.

Источники:

1. https://www.encardio.com/blog/temperature-sensor-probe-types-how-it-works-applications/
2. https://sciencing. com/infrared-thermometers-work-4965130.html
3. http://www.cpinc.com/Trerice/Temperature/63%20-%2064%20temperature.pdf
4. https://www.thermocoupleinfo.com/
5. https://www.te.com/usa-en/industries/sensor-solutions/insights/understanding-rtds.html
6. https://www.electronics-tutorials.ws/io/thermistors.html
7. https://www.ametherm.com/thermistor/what-is-a-thermistor/
8. https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-12/temperature-coefficient-resistance/
9. http://www.chipkin.com/semiconductor-temperature-sensors/
10. https://www.omega.com/en-us/sensors-and-sensing-equipment/

Прочие датчики

• Лучшие поставщики и производители датчиков движения в США и за рубежом
• Емкостные датчики приближения
• Типы датчиков температуры
• Ведущие биосенсорные компании в США и за рубежом
• Датчики угла поворота вала
• Ведущие поставщики и производители датчиков приближения в США и во всем мире
• Анализаторы выхлопных газов
• Лучшие производители и поставщики датчиков температуры
• Лучшие производители и поставщики датчиков в США
• Световые датчики движения
• Лучшие поставщики и производители датчиков давления в США
• Типы датчиков давления — руководство
• Различные типы датчиков и их применение (например, электрические датчики)
• Все о датчиках положения — типы, применение и характеристики)
• Все о детекторах радиации
• Все о датчиках движения
• Все о датчиках частиц
• Все о фотоэлектрических датчиках
• Ведущие компании Интернета вещей (IOT) в США
• Все о датчиках утечек – принцип их работы и области применения

Еще из раздела Инструменты и элементы управления

Как работают датчики температуры и их различные типы.

Производство печатных плат и сборка печатных плат

Измерение температуры — это одно, а считывание температуры — другое. Если вы хотите использовать температуру для отслеживания таких вещей, как время, проведенное в магазине, у вас есть работа. В этом сообщении в блоге будут рассмотрены три основных типа датчиков. Потом будет более подробно о каждом.

Все мы используем датчики температуры для контроля дома. Многие из нас даже имеют их в наших автомобилях и грузовиках. Куда бы мы ни пошли, мы с большей вероятностью найдем датчик. Вы можете купить датчики температуры в таких местах, как Amazon. Мы даже используем один из этих самодельных проектов

Что такое датчики температуры?

Это устройство реагирует на изменение температуры, генерируя сигнал. Это может быть аналоговый или цифровой выход, в зависимости от датчика. Существует три основных типа датчиков температуры. Они включают аналоговые, цифровые и термопары.

Отлично подходит для температуры. Но это не типичный датчик температуры, который вы найдете в своем смартфоне.

В большинстве случаев мы измеряем температуру термисторами из оксидов металлов и полупроводников. Мы также называем их МОП-транзисторами. Это связано с тем, что они недороги и просты в использовании.

Аналоговый

Аналоговый датчик температуры измеряет напряжение между двумя точками. Это потому, что они соединяются с землей. Они также имеют опорное напряжение, которое удерживает их на том же потенциале, что и земля (0 В). Они преобразуют температуру в уровень напряжения.

Термопара

Термопара преобразует температуру в одно из двух напряжений. Он делает это путем измерения разницы между двумя терминалами. Разница между этими двумя клеммами заключается в «напряжении термопары». Это дает вам диапазон от 0 В до 200 В или более, измеряемый аналого-цифровым преобразователем. На сегодняшний день это наиболее распространенный тип датчика температуры.

Цифровой

Эти устройства преобразуют температуру в цифровой двоичный выход. Кроме того, они измеряют разницу напряжений между двумя клеммами в устройстве. Он также может измерять текущую разницу.

Одним из распространенных цифровых датчиков является «термистор». Он измеряет сопротивление между двумя клеммами. Он состоит из определенного типа полупроводникового материала.

Наиболее распространенной формой цифрового датчика температуры являются «термисторы». Мы делаем это, добавляя резистор к термопаре.

Что делают датчики температуры?

Датчики температуры представляют собой термометры. Но они дешевле и надежнее стеклянных термометров, которыми мы все пользовались. Это улучшилось, потому что стеклянный термометр может разбиться. К сожалению, через несколько сезонов он также может стать менее точным. Типичным примером является стеклянный термометр возле вашего фермерского дома. Стеклянные термометры не очень точны. Достаточно небольшой разницы температур, чтобы они перестали работать.

Rayming PCB & Assembly  конструируют эти устройства для преобразования «температуры» в цифровые битовые потоки для целей связи. Измеритель температуры зависит от напряжения на диодном реле в качестве основного сигнала. Другие датчики посылают ток через элемент, который создает напряжение. Затем мы измеряем это напряжение с помощью дифференциального усилителя. Затем мы преобразуем его в цифровой сигнал с помощью АЦП (аналогово-цифрового преобразователя).

Многие устройства могут отправлять цифровой сигнал, даже если они не имеют выхода напряжения. Датчик либо отправляет модулированный выходной сигнал, либо отправляет непрерывный аналоговый сигнал.

Наиболее распространенные режимы связи для датчиков температуры:

Непрерывный

Непрерывный режим не требует дополнительного источника питания. Это связано с тем, что датчик не потребляет больше тока от источника питания. Так работает большинство датчиков температуры.

Модулированный

Этот тип связи позволяет датчикам температуры взаимодействовать с другими датчиками температуры. Это датчики, которые могут принимать этот тип сигнала. Когда датчик температуры посылает модулированный сигнал, он включает или выключает его.

Применение датчиков температуры

Мы используем датчики тепла и температуры для мониторинга окружающей среды во многих отраслях промышленности. Например, мы используем датчики температуры в потребительских товарах и следующих областях

1. Промышленное применение

Мы используем датчики температуры в промышленных приложениях для контроля температуры и мониторинга процессов. Но мы можем использовать его для проверки температуры оборудования и жидкостей.

Датчики температуры дают точные показания температуры даже при высоких или низких температурах. Мы можем использовать их в различных печах, автомобилях, лодках, бассейнах и самолетах.

2. Автомобильные приложения

Мы используем датчики температуры для контроля температуры в автомобильной промышленности. Они выдерживают экстремальные температуры (как горячие, так и холодные). Датчики температуры могут отслеживать температуру наружного воздуха. Он также может отслеживать температуру жидкости, хранящейся в баке автомобиля. Датчики температуры, используемые в этом приложении, включают аналоговые или цифровые датчики на основе термисторов. Это датчики, которые могут обнаруживать как низкие, так и высокие температуры.

3. Научные и лабораторные приложения

Датчики температуры могут отслеживать температуру лабораторного оборудования и процессов. Эти приложения включают спектрофотометры и термоскопы. Кроме того, термопары полезны в научных приложениях. К ним относятся инфракрасная спектроскопия, масс-спектрометрия и металлургия). Они одинаково измеряют температуру как атмосферы, так и вакуума.

4. Медицинское применение

Датчики температуры могут отслеживать температуру в пищевой и фармацевтической промышленности. Кроме того, мы используем датчики в зонах хранения и пунктах перевалки.

5. Базы данных

Мы используем датчики температуры для задач, требующих длительного мониторинга температуры. Некоторые из них включают садоводство и сельское хозяйство. Но мы используем этот тип датчика в тепличной промышленности. Он может выдерживать низкие или высокие температуры.

6. Автоспорт

Мы используем датчики температуры в автомобильных гонках и автоспорте. Они отслеживают температуру топлива, масла и смазочных материалов. Это гарантирует, что они останутся в пределах установленного диапазона во время соревнований.

7. Бытовая техника

Мы используем термостаты для контроля температуры в бытовой и офисной технике. Их можно использовать для отслеживания кондиционеров, холодильников, обогревателей, стиральных машин и вентиляторов.

Термостаты могут поддерживать желаемую температуру. Они выключают или включают прибор для поддержания нужной температуры.

8. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Мы используем датчики температуры в системах отопления и охлаждения. Они регулируют температуру в наших домах и офисах. Датчики температуры, используемые в этом приложении, могут выдерживать высокие температуры. Мы делаем их из специальных материалов. В результате они не плавятся даже после длительного воздействия экстремальных температур. Поэтому они могут противостоять высоким температурам.

Существует множество датчиков температуры, предназначенных для этого применения. Они включают

Ртутные стеклянные термометры,

Соленоидные термометры,

Термисторные датчики температуры,

Биметаллические термометры,

Электронные термометры.

9. Transit

Датчики температуры отслеживают температуру топлива, масла и смазочных материалов в транспортных средствах. Они также используются как часть системы управления двигателем. Они прилипают к температуре (например, дизельные двигатели).

10. Нефтегазовая промышленность

Мы используем датчики температуры в нефтегазовой промышленности. Они отслеживают температуру топлива, мазута, сжиженного природного газа и углеводородов. Мы также можем использовать их в каротажных приложениях. Они определяют давление в скважине, измеряя температуру жидкости, протекающей через скважину.

Как работает датчик температуры?

Большинство людей используют датчики температуры для измерения тепла. Во-первых, они производят их из материалов, которые могут преобразовывать тепло в электричество. Затем он прекращает подачу сигнала датчика в систему. Основной принцип работы термодатчика

1. Теплота пропорциональна количеству тепла, выделяемому объектом.

2. Материал, температура которого изменяется. При этом объект пропорционально изменению температуры действует как датчик.

3. Термистор помогает датчику температуры преобразовывать тепло в электрические сигналы. Он работает как резистор, который имеет сопротивление электричеству. Таким образом, он показывает изменение сопротивления при изменении температуры.

4. Датчик температуры обычно использует принцип теплового сопротивления. Термическое сопротивление – это свойство теплопередачи, которое изменяется при изменении температуры.

Датчик температуры подключается к системе с помощью кабеля общего пользования. Иногда мы называем это кабелем для измерения температуры. Кабель датчика температуры состоит из термисторов для преобразования изменений температуры в электрические сигналы.

Состоит из магнитного материала (обычно железа). Вы также можете найти электрический материал в кабеле датчика температуры. Когда происходит падение температуры, магнитный материал притягивает больше потока. Этот поток проходит через него. Электрический сигнал, отправляемый в систему, относится к тому, сколько напряжения проходит через датчик. Это также относится к преобразовательным элементам кабеля для измерения температуры.

Тепловой расчет и измерение

Тепловой расчет или системы теплового потока мы называем теплотехническим проектированием. Мы можем использовать их для передачи энергии в качестве теплотехники. Термический анализ можно разделить на статистический и научный. Статистический анализ позволяет отслеживать температуру системы теплопередачи. Он использует обычные наблюдения. Итак, в научном анализе используются различные методы компьютерного моделирования. Он оценивает свойства подсистем или систем теплового потока.

Измерение температуры

Самым основным типом измерения температуры является термометр. Это прибор, измеряющий температуру. Вы можете сделать это, измерив другие свойства объекта, с которым он соприкасается. Распространенным типом термометра является ртутный стеклянный термометр. Он использует принцип расширения и сжатия ртути для измерения температуры.

Мы также используем соленоидные термометры (также называемые платино-иридиевыми термометрами). Они имеют уникальный дизайн. Ток проходит через две катушки соленоида, разделенные определенным промежутком. Когда температура жидкости повышается, поток тока увеличивается. Так, расстояние между витками уменьшается и наоборот.

Термопары — еще один тип термометров, используемых для точных измерений. Они имеют уникальный дизайн. В нем используются два разных типа металла с высокой разностью потенциалов между ними. При любом изменении температуры напряжение изменяется в равной пропорции. Величина полученного напряжения зависит от величины тока. Он проходит через два типа металла и зависит от разницы их температур.

Типы датчиков температуры

На рынке представлены различные типы датчиков температуры. Мы используем такие датчики во многих экологических, медицинских, аэрокосмических, автомобильных и электронных приложениях.

Наиболее распространенными типами датчиков температуры являются

1. Датчики температуры контактного типа

Датчики температуры контактного типа наиболее часто используются в промышленности. Они имеют уникальную конструкцию, в которой используется тепловой контакт между двумя металлами. В результате металлы имеют свои определенные температуры. Когда вы приводите их в соприкосновение, получаете электрический сигнал из-за термистора. В результате они могут обнаруживать температуру, давление, уровень и другие физические изменения.

2. Датчики температуры бесконтактного типа

Датчики температуры бесконтактного типа также популярны. Они имеют уникальную конструкцию для измерения электромагнитного излучения. Это излучение, испускаемое объектом при изменении температуры. Мы делаем измерение, используя катушку с проволочной защитой, используя экран из железа или никеля. Это материал, который поглощает излучение объекта. Затем. Он генерирует электрический ток. Существует несколько типов датчиков температуры бесконтактного типа

а. Термисторные датчики температуры

Мы используем термисторные датчики температуры в приложениях. Источник тепла не находится в физическом контакте с объектом, например печи, топки, газовые горелки. Термисторы могут измерять температуру в удаленном месте. Датчики температуры доступны для различных диапазонов температур и значений сопротивления.

б. Термостаты Датчики температуры

Термостат представляет собой датчик температуры. Он отключает подачу электроэнергии к оборудованию, когда оно достигает наибольшей температуры. Термовыключатель работает по принципу используемых в нем биметаллических материалов. Эти материалы обладают свойством расширения и сжатия при изменении температуры. Биметаллическая полоса состоит из двух металлов (обычно железа и другого материала). Они имеют разные свойства расширения, то есть разные скорости расширения под воздействием тепла.

в. Резистивные датчики температуры (RTD)

Мы используем эти датчики в промышленности. Это применимо, когда источник тепла не находится в физическом контакте с объектом. Есть два типа этих датчиков температуры

i. Твердотельные RTD (SSRTD)

Сопротивление твердотельных RTD уменьшается с повышением температуры. Таким образом, эти датчики температуры доступны в различных диапазонах рабочих температур. Также эти датчики температуры могут работать в погруженном состоянии через воду или масло.

ii. Керамические RTD (CRTD)

Сопротивление керамических RTD уменьшается при повышении температуры. Таким образом, эти датчики температуры доступны в различных диапазонах рабочих температур. Вы также можете найти их с различными значениями сопротивления.

д. Термопары

Мы используем термопары в приложениях, где источник тепла находится в контакте с объектом. Примеры включают печи, газ и горелки. Действие сопротивления термопары зависит от разницы температур между открытыми частями. Термопары доступны во многих материалах и различных диапазонах рабочих температур.

эл. Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

Как следует из названия, эти термисторы имеют отрицательный температурный коэффициент. По мере снижения температуры значение сопротивления термистора NTC увеличивается. Они доступны в различных типах и могут измерять экстремальные температуры.

Термоэлектрические (ТЭ) датчики температуры работают на основе эффекта Пельтье. Это также зависит от количественной теории теплового потока между двумя точками соединения. Мы находим их в однофазном материале. Это когда между ними есть разность потенциалов. Одна точка соединения нагревается, а другая охлаждается.

ф. Полупроводниковые датчики

Эти датчики температуры могут измерять температуру с помощью полупроводников. Мы можем использовать их в силовой электронике, управлении процессами и автоматизации. Такие встроенные датчики применимы в различных отраслях промышленности. Пример этого датчика:

Датчик температуры с вибрационным проводом модели ETT-10V

Этот датчик с вибрирующей проволокой использует эффект Пельтье для измерения температуры. Датчик состоит из очень тонких спиральных проводов. Он имеет разные металлы с низкими значениями напряжения. Это связано с тем, что они имеют уникальный дизайн. Это расчетное изменение значения сопротивления пропорционально изменению температуры. Это происходит при повышении температуры. В результате получается вибрация катушки, за счет которой вырабатывается электрический сигнал.

Датчик термистора сопротивления модели ETT-10TH

Вы найдете его внутри толстостенной стеклянной трубки с металлическим экраном вокруг нее. Металлический экран помогает предотвратить попадание внешних вибраций на датчик. Это снижает погрешность при измерении из-за внешних изменений температуры.

Мы используем GPS в системах мониторинга для различных целей. Они включают в себя автоматизацию, безопасность и безопасность. Они применимы во многих отраслях промышленности. Мы можем использовать их в любой среде, от улицы до помещения. Датчики GPS обеспечивают точные измерения скорости, местоположения, направления и т. д.

Датчик температуры RTD модели ETT-10PT

Датчик температуры ETT-10 может измерять температуру. Он использует помощь определенного типа резистора, известного как RTD. Работает по принципу эффекта Пельтье. Зонд состоит из двух тонких скрученных проводов из двух разных металлов. Когда мы прикладываем к ним разность потенциалов, один провод нагревается. Другой охлаждается. Следовательно, он дает электрический сигнал из-за эффекта Пельтье.

Термопара Encardio-Rite

Термопара Encardio-Rite представляет собой бесконтактный датчик температуры, используемый в целях безопасности. Датчик состоит из двух металлов с разными значениями коэффициента при нагреве. Эти металлы – медь и серебро. Так, сопротивление металла уменьшается с повышением температуры. Это зависит от знания значения генерируемого напряжения. Мы используем его, чтобы получить расстояние между двумя точками и измерить температуру объектов.

3. Твердотельные датчики температуры

Твердотельные датчики температуры используются в промышленности. Они помогают в нефизических источниках тепла, таких как печи и топки. Им нужен мощный источник питания и измерение температуры. Этот тип датчика состоит из двух типов

i. Датчики с нагревательным элементом (HES)

Мы используем эти датчики в промышленности. Источник тепла не находится в физическом контакте с объектом. К ним относятся печи и духовки. Они состоят из проволоки с прикрепленной к ней термопарой. Провод подает электрический сигнал всякий раз, когда он нагревается из-за эффекта Пельтье. Измеряем их усилителем в датчике. Он имеет только одну входную клемму и одну выходную клемму.

ii. Термопара

Термопара состоит из двух проводов с разными металлами. Их значение сопротивления варьируется в зависимости от температуры, которой вы их подвергаете. Это обеспечивает изменение значения напряжения при изменении сопротивления. Мы используем эти датчики в различных отраслях промышленности. Области применения включают силовую электронику, управление процессами, автоматизацию и т. д.

На что обратить внимание при выборе датчика температуры

1. Температурная чувствительность

Чувствительность сообщает нам диапазон температуры, который датчик может считать. Иногда мы называем их точностью по дальности. Это измеряет способность датчика реагировать на изменения температуры. Высокая чувствительность означает считывание небольших изменений температуры. Низкая чувствительность означает считывание больших изменений температуры.

Например, размещение датчика в более холодных условиях требует большей мощности. Это связано с тем, что термистор имеет меньшее сопротивление при более высоких температурах.

2. Температурный диапазон

Датчики бывают разных типов в зависимости от применения. Например, в промышленности или медицине датчики имеют разные температурные диапазоны. Например, термистор имеет диапазон от нуля до двух тысяч градусов по Фаренгейту. Так, термометр сопротивления охватывает диапазон температур от 10 до 100 °C (51–212 °F).

3. Диапазон рабочих температур при питании

Диапазон рабочих температур при питании — это температура, которую может выдержать датчик. Это помогает ему не иметь значительного снижения производительности. Обычно мы выражаем ее как максимальную рабочую температуру (в °C).

4. Точность и стабильность

Точность — это точность, с которой датчик может считывать определенную температуру. Он должен быть достаточно высоким, чтобы удовлетворить потребности приложения. Стабильность относится к тому, насколько хорошо датчик будет считывать одну и ту же температуру через некоторое время. Мы обычно выражаем это как дрейф.

5. Тип выхода

Датчики выдают выходной сигнал, связанный с температурой различными способами. Но чаще всего это происходит с помощью аналогового напряжения по сравнению с точкой срабатывания. Поэтому мы используем его как индикатор для цифрового использования.

6. Размер и упаковка

Электронные компоненты, используемые в датчиках, обычно имеют небольшие размеры. Многие из них представляют собой транзисторы или интегральные схемы. Итак, мы должны знать, какого размера будет датчик, чтобы определить размер схемы, необходимой для взаимодействия с ним.

7. Упаковка

Большинство датчиков поставляются в стандартной упаковке. Они состоят из пластикового футляра и катушки для удобной транспортировки и хранения. Если вы сомневаетесь в доступном типе упаковки, см. инструкцию к датчику. Вы найдете информацию производителя о датчиках. Вы также можете связаться с ними, чтобы узнать их конкретные технические характеристики.

Заключение

Датчики температуры — это электронные устройства, которые предоставляют информацию, связанную с температурой. К ним относятся термисторы, термопары и термометры сопротивления. Термистор и термопара являются двумя основными датчиками температуры, используемыми в различных приложениях. Мы используем термистор, чтобы показать температуру поверхности. Кроме того, мы используем термопару для измерения температуры в переходе. Оба типа датчиков очень эффективны в определении температуры. Это их приложения. Но воображение — единственное, что их ограничивает. Термистор представляет собой датчик твердотельного типа. Термопара представляет собой датчик типа электрического перехода.