типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Контроль температуры повсеместно задействуется в технологических процессах, позволяя выбирать подходящий режим работы или отслеживать изменения состояния материала. Температурный режим одинаково важен как при включении духовки на кухне, так и в доменных печах при плавлении стали, а отклонение от нормальной работы может привести к аварии и травмированию людей. Чтобы избежать неприятных последствий и обеспечить возможность регулирования степени нагрева используется датчик температуры.

Разновидности, устройство и принцип работы

В ходе развития и совершенствования технологий датчик температуры, как измерительное приспособление, претерпел множественные изменения и модернизации. Благодаря чему сегодня они представлены в большом разнообразии, которые можно разделить по нескольким критериям. Так, в зависимости от способа передачи и отображения данных об измерениях температуры они подразделяются на цифровые и аналоговые. Цифровые устройства являются более современным решением, так как информация в них отображается на дисплее и передается по электронным каналам коммуникации, аналоговые имеют циферблатное отображение данных, электрический или механический способ передачи измерений.

В зависимости от принципа действия все датчики можно подразделить на:

• термоэлектрические;
• полупроводниковые;
• пирометрические;
• терморезистивные;
• акустические;
• пьезоэлектрические.

Термоэлектрические

В основе работы термоэлектрического датчика лежит принцип термопары (см. рисунок 1) – у всех металлов существует определенная валентность (количество свободных электронов на внешних атомарных орбитах, не задействованных в жестких связях). При воздействии внешних факторов, сообщающих свободным электронам дополнительную энергию, они могут покинуть атом, создавая движение заряженных частиц. В случае совмещения двух металлов с различным потенциалом выхода электронов и последующим нагреванием места соединения возникнет разность потенциалов, получившая название эффекта Зеебека.

Рис. 1. Устройство термопары

На практике применяется несколько разновидностей термоэлектрических датчиков температуры, так, согласно п.1.1  ГОСТ Р 50342-92 они подразделяются на:

• вольфрамрений-вольфрамрениевые (ТВР) – применяется в средах с большой рабочей температурой порядка 2000°С;
• платинородий-платинородиевые (ТПР) – отличаются высокой себестоимостью и высокой точностью измерений, применяются я в лабораторных измерениях;
• платинородий-платиновые (ТПП) – оснащаются защитной трубкой из металла и керамической изоляцией, обладают высоким температурным пределом;
• хромель-алюмелевые (ТХА)  – широко применяются в промышленности, способны охватывать диапазон температуры до  1200°С, используются в кислых средах;
• хромель-копелевые (ТХК) –  характеризуются средним температурным показателем, монтируются только в неагрессивных средах;
• хромель-константановые (ТХК) – актуальны для газовых смесей и разжиженных аэрозолей нейтрального или слабокислого состава;
• никросил-нисиловые (ТНН) – применяются для устройств среднего температурного диапазона, но обладают длительным сроком эксплуатации;
• медь-константановые (ТМК) – характеризуется наименьшим пределом измерений до 400°С, но отличается устойчивостью к влаге и некоторым категориям агрессивных сред;
• железо-константановые (ТЖК) – применяются в среде с разжиженной атмосферой или вакуумного пространства.

Такое разнообразие температурных датчиков на основе термопары позволяет охватывать любые сферы человеческой деятельности.

Полупроводниковые

Изготавливаются на основе кристаллов с заданной вольтамперной характеристикой. Такие датчики температуры работают в режиме полупроводникового ключа, аналогично классическому биполярному транзистору, где степень нагревания сравнима с подачей потенциала на базу. При повышении температуры полупроводниковый датчик  начнет выдавать большее значение тока. Как правило, самостоятельно полупроводник не используется для измерения нагрева, а подключается через цепь усилителя (см. рисунок 2).

Рис. 2. Подключение полупроводникового датчика через усилитель

Отличаются широким диапазоном производимых измерений и возможностью подстройки датчика в соответствии с рабочими параметрами оборудования. Являются высокоточным типом, мало зависящим от продолжительности эксплуатации. Обладают небольшими габаритами, за счет чего легко устанавливаются в схемах, радиоэлементах и т. д.

Пирометрические

Работают за счет специальных датчиков – пирометров, которые позволяют улавливать малейшие температурные колебания рабочей поверхности любого предмета. Непосредственно сам чувствительный элемент представляет собой матрицу, реагирующую на определенную частоту температурного диапазона. Этот принцип положен в основу измерений бесконтактным термометром, который получил широкое распространение в период борьбы с коронавирусом. Помимо этого их применение активно используется для тепловизионного контроля конструктивных элементов, оборудования, зданий и сооружений.

Рис. 3. Принцип действия пирометрического датчика

Терморезистивные

Такие датчики температуры выполняются на основе терморезисторов – устройств с определенной зависимостью сопротивления от степени нагрева основного материала. С повышением температуры, изменяется и проводимость резистора, благодаря чему вы можете следить за состоянием нужного объекта.

Основным недостатком терморезистивного датчика  является малый диапазон измеряемой температуры, но он способен обеспечивать хороший шаг измерений и высокую точность в десятых и сотых долях градусов Цельсия. Из-за чего их нередко включают в цепь с применением усилителя, расширяющего рабочие пределы.

Акустические

Акустические датчики температуры функционируют по принципу определения скорости прохождения звуковых колебаний в зависимости от температуры материала или поверхности . Непосредственно сам сенсор производит сравнение скорости звука, генерируемого источником, которая будет отличаться, в зависимости от степени нагрева (см. рисунок 4). Такой тип является бесконтактным и позволяет производить замеры в труднодоступных местах или на объектах повышенной опасности.

Рис. 4. Звуковой датчик температуры

Пьезоэлектрические

Работа датчика основана на эффекте распространения колебаний кварцевого кристалла при прохождении электрического тока. Но, в зависимости от температуры окружающей среды, будет меняться и частота колебаний кристалла. Принцип фиксации температурных изменений заключается в измерении частоты колебаний и последующем сравнении с установленной градуировкой номиналов для разных температур.

Схемы подключения

Основные отличия в подключении датчика температур обуславливаются сферой его применения и конструктивными особенностями. Так, в рамках статьи, мы рассмотрим несколько наиболее распространенных и интересных вариантов. Таковыми является подключение с помощью двухпроводной и трехпроводной схемы.

Рис. 5. Двухпроводная схема подключения

На рисунке 5 приведен вариант двухпроводного присоединения измерительного устройства. Этот принцип рекомендуется для всех датчиков  температуры с небольшим расстоянием до контролируемого объекта. Так как сопротивление самого чувствительного элемента  R_t мало измениться от сопротивления соединительных проводников R₁ и R₂, соответственно, поправка на измерения будет минимальной.

Рис. 6. Трехпроводная схема подключения

При больших расстояниях, от 150 м и более, подключение датчика следует выполнять по трехпроводной схеме, в которой существенно снижается погрешность на сопротивление в проводах R₁, R₂, R₃.

Рис. 7. Схема подключения датчика температуры двигателя

Практически в каждом современном авто осуществляется постоянный контроль температурных параметров мотора. Поэтому использование датчика является обязательным требованием безопасности. Согласно двухпроводной схемы (рисунок 7) датчик подключается одним выводом на отдельно стоящий концевик капота, который не имеет каких-либо подключений к цепи. А второй вывод, подсоединяется к блоку сигнализации установленным порядком, в соответствии с моделью.

Рис. 8. Схема подключения цифрового датчика температуры

На рисунке 8 приведен пример включения цифрового датчика Dallas. Это модель с тремя выводами, первый из которых, согласно распиновки GND подключается к заземляющему выводу микроконтроллера, второй DATA к выводу PIN 2, а третий к клемме питания +5 В. Между третей и второй ножкой включается резистор на 4,7кОм.

Примение

Сфера применения датчиков температуры охватывает как бытовые приборы, так и оборудование общепромышленного назначения, сельскохозяйственную отрасль, военную промышленность, аэрокосмический сектор. Каждый из вас может встретить их у себя дома в нагревательных приборах – бойлерах, духовках, мультиварках или хлебопечках.

В тяжелой промышленности тепловые сенсоры позволяют контролировать степень нагрева печей, воздуха в рабочей области, состояние трущихся поверхностей. В медицине их используют для контроля температуры в труднодоступных местах или для упрощения различных процедур.

Многие автолюбители часто сталкиваются с анализаторами температуры, контролирующими состояние масла или другой охлаждающей жидкости. На сети железных дорог они позволяют отслеживать нагрев букс и колесных пар. В энергетике с их помощью обследуются контактные соединения и качество прилегания поверхностей.

Как подобрать?

При выборе датчика температуры необходимо руководствоваться такими критериями:

• если датчик будет соприкасаться или располагаться внутри измеряемой среды, то берется контактная модель, если находиться вне объекта, то бесконтактная;
• условия и состояние среды, в которой он будет функционировать (влажность, агрессивные вещества и т. д.) должны соответствовать возможностям датчика;
• шаг и градуировка измерений должны обеспечивать удобную эксплуатацию и датчика, и оборудования;
• если датчик подлежит замене в ходе эксплуатации, то устанавливаются сменные варианты;
• при выборе датчика температуры для замены неисправного, лучше воспользоваться его VIN кодом;
• предел рабочих температур должен охватывать все возможные значения нагрева, некоторые из них приведены в таблице ниже.

Таблица: температурные пределы датчиков термоэлектрического типа

Использованная литература

1. Виглеб Г  «Датчики», 1989
2. Фрайден Дж «Современные датчики. Справочник» 2005
3. Ананьева Н.Г., Ананьева М.С., Самойлов В.Н «Измерение температуры» 2015
4. Дж. Вебстер “Справочник по измерениям, сенсорам и приборам” 2006

Датчик температуры охлаждающей жидкости: назначение, устройство, принцип работы

Работа мотора в машине сопряжена с постоянным процессом сгорания топливной смеси. Из-за чего двигатель внутреннего сгорания (ДВС) может перегреться и выйти со строя. Для предотвращения подобных инцидентов ДВС принудительно охлаждается посредством циркуляции специальной жидкости.  А вот контроль за ее состоянием производит датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ).

Назначение

Такой датчик предназначен для контроля состояния двигателя авто посредством фиксации температурных изменений жидкости охлаждения. С этой целью его размещают в антифризе, где происходит непосредственное взаимодействие чувствительного элемента и слоя охлаждающей жидкости. Также заметьте, что в некоторых автомобилях размещают два сенсора по отношению ко входному и выходному патрубку системы охлаждения, за счет чего компьютер производит сравнение показаний.

Датчик передает данные измерений на блок управления для дальнейшей регулировки работы системы. Логический блок принимает решение о продолжении работы автомобиля в том же режиме или об уменьшении параметра, влияющего на фактора нагрева. Помимо электронных моделей, существуют и механические сенсоры, которые предназначены не для взаимодействия с логическим блоком, а для вывода информации на термометр в салоне. В случае с механическими моделями водитель сам принимает решение об изменении режима вождения или полной остановке агрегата.

В зависимости от модели машины, датчик предназначается для выполнения таких функций:

• Контроль температуры в конкретный момент времени для системы охлаждения.
• Влияние на выбор режима работы, в зависимости от сложившейся ситуации.
• Подача сигнала к аварийному включению или отключению мотора, при резком нарастании или падении температуры.
• Контроль опережения или запаздывания зажигания – позволяет регулировать интенсивность выброса выхлопных газов и нагрузку на поршневую систему.
• Подача сигнала на обогащение топливной смеси в случае недопустимого снижения температуры охлаждающей жидкости.

Устройство и принцип работы

В отличии от устаревших моделей, современные приспособления для контроля температуры, основываются на работе термистора. В соответствии с п.22 ГОСТ 21414-75 это такой нелинейный резистор, который изменяет величину собственного омического сопротивления, в зависимости от степени нагрева или охлаждения.

Рис. 1. Устройство датчика температуры охлаждающей жидкости

Для датчика температуры охлаждающей жидкости применяются резистивные элементы с отрицательным температурным коэффициентом. Это обозначает, что в отличии от классических проводниковых материалов, где с нагреванием омическое сопротивление возрастает, повышение температуры датчика приводит к уменьшению сопротивления.

К примеру, измеряя показания при +20 ºС сопротивление термистора будет составлять 3,5 кОм. При нагревании антифриза до +90 ºС сопротивление датчика упадет до отметки 0,24 кОм. Но, существуют и исключения, к примеру, у автомобилей марки Renault датчик имеет положительный температурный коэффициент.

Принцип действия датчика температуры охлаждающей жидкости базируется на следующей схеме:

Рис. 2. Принцип действия датчика температуры охлаждающей жидкости

1. В состоянии покоя двигателя  охлаждающая жидкость будет иметь сопоставимую с окружающей средой температуру. Сопротивление термистора датчика Rt останется на максимальной отметке и поданное напряжение практически не выдаст ток в цепь индикации логического блока.
2. При замыкании контактов V в замке зажигания вместе с запуском двигателя будет подано напряжение от аккумулятора А на датчик температуры. По мере нарастания оборотов, сопротивление  термистора Rt будет снижаться в соответствии с его характеристикой.
3. В случае превышения допустимого предела температур, Rt  перейдет в режим проводимости. В соответствии с законом Ома величина тока, протекающего через термистор, возрастет. Сигнал придет на логический блок и будет подана команда для снижения объема, впрыскиваемого топлива, или уменьшение числа оборотов коленчатого вала.
4. При снижении оборотов и мощности мотора, со временем камера сгорания охладится и ДВС придет в норматив температуры. Охлаждающая жидкость остынет и у термистора Rt снова возрастет сопротивление. Величина тока в цепи индикации логического блока снова уменьшится, и автомобиль перейдет в нормальный режим работы.

В зависимости от величины падения напряжения на термисторе датчика Rt, будет оцениваться текущий температурный режим. В данном примере мы рассмотрели электрический метод измерения, но у некоторых типов датчиков может применяться и механический, работающий за счет температурного расширения.

Где находится?

Для производства каких-либо операций с датчиком температуры охлаждающей жидкости необходимо четко представлять себе место его установки. Следует отметить, что точка установки будет отличаться в зависимости от модели автомобиля. Поэтому для поиска лучше обратиться к инструкции производителя, где указана позиция соприкосновения с охлаждающей жидкостью.

Рис. 3. Место установки датчика температуры охлаждающей жидкости

Наиболее распространенным местом установки является:

1. головка блока цилиндров или выпускной патрубок;
2. верхний шланг радиатора;
3. корпус термостата;
4. в некоторых ситуациях может устанавливаться два датчика температуры– на входе и на выходе.

Место установки предусматривает обеспечение контакта чувствительного элемента с охлаждающей жидкостью. Но, в случае утечки антифриза из системы, контакт может  нарушиться и контроль температуры прекратиться. В результате этого вы получите некорректные показания, что может повлечь сбой в работе системы.

Признаки поломки

Как и неисправности любого устройства в автомобиле, выход со строя сенсора температуры охлаждающей жидкости может привести к нежелательным последствиям.

При движении машины поломка может проявляться как:

1. проблематичный запуск мотора в холодную погоду;
2. нетипичные звуки от выхлопных газов только запущенного мотора;
3. при достижении максимальной температуры мотор глохнет;
4. не запускается вентилятор охлаждения при нагревании ДВС;
5. превышение расхода топлива сверх установленной нормы.

Современные авто выводят данные о нарушении температуры охлаждающей жидкости на дисплей. Причиной неисправности может стать как механическая поломка (сорванная резьба, растрескивание корпуса, перегорание термистора), так и электрическая (короткое замыкание в измерительной цепи или обрыв провода). Чтобы убедиться в правильности вашего предположения, проверьте датчик, и, при необходимости замените его новым.

Проверка и замена

Следует отметить, что появление характерных признаков может обуславливаться и другими поломками. К примеру, поломкой вентилятора охлаждения или нехваткой охлаждающей жидкости. Поэтому для начала необходимо проверить работоспособность и правильность показаний  датчика температуры охлаждающей жидкости.

На практике существует довольно большое число методов, одни из которых вы можете реализовать в домашних условиях. Другие, как съем осциллограммы, вам проведут только на станциях техобслуживания. Самостоятельно произведите внешний осмотр датчика охлаждающей жидкости – на нем должны отсутствовать следы ржавчины, подтеки антифриза, трещины и прочие следы.

Если внешне датчик исправен, проверьте его с помощью мультиметра, для этого:

• Отсоедините шлейф от контактов датчика – вам необходимо получить доступ для проведения замеров.

Рис. .4. Отсоедините шлейф от контактов датчика

• Измерения производятся изначально при холодном ДВС. Если это условие не обеспечено, выкрутите датчик с посадочного места и опустите чувствительный элемент в холодную воду.

Рис. 5. Выкрутите датчик с посадочного места

• Подключите щупы мультиметра к выводам датчика и замерьте величину омического сопротивления.

Рис. 6. Подключите щупы к выводам датчика

• Затем запустите ДВС и дождитесь включения вентилятора охлаждения, если вы выкрутили датчик температуры, поместите его в кипяток. Повторно замерьте величину переходного сопротивления.

Рис. 7. Опустите датчик в горячую воду и повторно измерьте сопротивление

• Сравните полученные данные сопротивления для вашей модели автомобиля. К примеру, ниже приведена такая таблица:

Таблица: зависимость сопротивления и падения напряжения датчика температуры от степени нагрева

В рассматриваемом примере в холодном состоянии при +10 ºС сопротивление будет составлять 4000 Ом. После того, как вы опустите его  в кипяток, исправный датчик будет иметь сопротивление в пределах 200 – 270 Ом. Если показания кардинально отличаются, налицо поломка сенсора, в таком случае его необходимо заменить.

Для замены датчика температуры охлаждающей жидкости из системы охлаждения слейте антифриз. Отключите шнур питания, если еще не отсоединили его. Затем, при помощи торцевого или рожкового ключа выкрутите сам сенсор.

Установите новый датчик охлаждающей жидкости в посадочное место, обязательно наденьте прокладку. Плотно зажмите его ключом по резьбе до упора.

Рис. 8. Плотно зажмите ключом новый датчик

Замена окончена, можете подключить питающий шнур и залить обратно охлаждающую жидкость.

Список использованных источников

• Диана Скляр «Ремонт и обслуживание автомобилей для чайников» 2012
• Коробейник А.В. «Ремонт автомобилей. Практический курс» 2003
• Твег Росс «Система впрыска бензина. Устройство, обслуживание, ремонт» 2003
• Березин С. В. «Справочник автомеханика» 2008

Датчики температуры: типы, принцип работы и применение

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

Температурные датчики представляют собой простой прибор, который измеряет степень нагревания или холода и преобразует ее в удобочитаемую единицу измерения. Но задумывались ли вы когда-нибудь, как измеряется температура почвы, скважин, огромных бетонных дамб или зданий? Ну, это достигается с помощью некоторых специализированных датчиков температуры.

Датчики температуры предназначены для регулярной проверки бетонных конструкций, мостов, железнодорожных путей, почвы и т. д.

Здесь мы расскажем вам, что такое датчик температуры, как он работает, где используется и каковы его разновидности.

Что такое датчики температуры?

Датчик температуры представляет собой устройство, обычно термопару или резистивный датчик температуры, который обеспечивает измерение температуры в читаемой форме посредством электрического сигнала.

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

Измерители температуры используются в геотехнической области для мониторинга бетона, конструкций, грунта, воды, мостов и т. д. на предмет их структурных изменений, вызванных сезонными колебаниями.

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

Что делают датчики температуры?

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

Сопротивление диода измеряется и преобразуется в удобочитаемые единицы измерения температуры (Фаренгейты, Цельсия, Цельсия и т. д.) и отображается в числовой форме над единицами измерения. В области геотехнического мониторинга эти датчики температуры используются для измерения внутренней температуры конструкций, таких как мосты, плотины, здания, электростанции и т. д.

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

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

Контактные датчики включают термопары и термисторы, поскольку они находятся в непосредственном контакте с измеряемым объектом. Принимая во внимание, что бесконтактные датчики температуры измеряют тепловое излучение, испускаемое источником тепла. Такие измерители температуры часто используются в опасных средах, таких как атомные электростанции или тепловые электростанции.

В геотехническом мониторинге датчики температуры измеряют теплоту гидратации в массивных бетонных конструкциях. Их также можно использовать для мониторинга миграции грунтовых вод или просачивания. Одной из наиболее распространенных областей, где они используются, является отверждение бетона, потому что он должен быть относительно теплым, чтобы правильно схватываться и отвердевать. Сезонные колебания вызывают расширение или сжатие структуры, тем самым изменяя ее общий объем.

Как работает датчик температуры?

Основным принципом работы датчиков температуры является напряжение на клеммах диода. Если напряжение увеличивается, температура также повышается, что сопровождается падением напряжения между выводами транзистора базы и эмиттера в диоде.

Кроме того, Encardio Rite имеет датчик температуры с вибрирующей проволокой, работающий по принципу изменения напряжения при изменении температуры.

Измеритель температуры с вибропроводом разработан по принципу, согласно которому разнородные металлы имеют разный коэффициент линейного расширения при изменении температуры.

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

Отличным металлом в случае измерителя температуры Encardio Rite является алюминий (алюминий имеет больший коэффициент теплового расширения, чем сталь). другие датчики с вибрирующей проволокой также могут использоваться для контроля температуры.

Изменение температуры воспринимается специально разработанным вибрационным проводным датчиком Encardio Rite и преобразуется в электрический сигнал, который передается в виде частоты на блок считывания.

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

f = 1/2 [σg/ρ] / 2l Гц :

σ = натяжение проволоки

g = ускорение свободного падения

ρ = плотность провода

l = длина провода

Какие существуют типы датчиков температуры?

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

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

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

Контактные и бесконтактные датчики температуры подразделяются на:

Термостаты

Термостат представляет собой датчик температуры контактного типа, состоящий из биметаллической пластины, состоящей из двух разнородных металлов, таких как алюминий, медь, никель или вольфрам.

Разница в коэффициентах линейного расширения обоих металлов заставляет их производить механическое изгибающее движение при воздействии тепла.

Термисторы

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

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

Резистивные датчики температуры (RTD)

RTD представляют собой точные датчики температуры, изготовленные из проводящих металлов высокой чистоты, таких как платина, медь или никель, намотанных в катушку. Электрическое сопротивление RTD изменяется аналогично термистору.

Термопары

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

Термопара обычно состоит из двух спаев разнородных металлов, таких как медь и константан, сваренных или обжатых вместе. Один из этих спаев, известный как холодный спай, поддерживается при определенной температуре, а другой — измерительный спай, известный как горячий спай.

При воздействии температуры на переходе возникает падение напряжения.

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

Термистор представляет собой чувствительный датчик температуры, который точно реагирует даже на незначительные изменения температуры. Он обеспечивает огромное сопротивление при очень низких температурах. Это означает, что как только температура начинает повышаться, сопротивление начинает быстро падать.

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

Полупроводниковые датчики

Полупроводниковый датчик температуры работает с двойными интегральными схемами (ИС). Они содержат два одинаковых диода с чувствительными к температуре характеристиками напряжения и тока для эффективного измерения изменений температуры.

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

Датчик температуры с вибрационным проводом, модель ETT-10V

Измеритель температуры с вибропроводом Encardio Rite модели ETT-10V используется для измерения внутренней температуры бетонных конструкций или воды. Он имеет разрешение лучше 0,1 ° C и работает аналогично датчику температуры термопары. Он также имеет диапазон высоких температур от -20 ^o до 80 ^o  C.

Пт 100 Диапазон -20 ^o  до 80 ^o  C Точность

стандарт

± 0,5 % полной шкалы; ± 0,1 % полной шкалы опционально Размеры (Φ x Д) 34 х 168 мм

Термисторный датчик сопротивления модели ETT-10TH

Датчик температуры сопротивления Encardio Rite модели ETT-10TH представляет собой небольшой водонепроницаемый датчик температуры для измерения температуры от –20 до 80°C. Благодаря низкой тепловой массе он имеет быстрое время отклика.

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

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

Вибрационный проводной индикатор модели EDI-51V компании Encardio Rite при использовании с ETT-10TH напрямую показывает температуру зонда в градусах Цельсия.

Как работает датчик термистора сопротивления модели ETT-10TH?

Температурный датчик ETT-10TH состоит из термистора с кривой зависимости сопротивления от температуры, залитого эпоксидной смолой и заключенного в медную трубку для более быстрого теплового отклика и защиты от окружающей среды. Трубка сплющена на конце, чтобы ее можно было закрепить на любой достаточно плоской металлической или бетонной поверхности для измерения температуры поверхности.

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

Температурный датчик снабжен четырехжильным кабелем, используемым в качестве стандарта во всех вибропроволочных тензодатчиках Encardio Rite. Провода белого и зеленого цветов используются для термистора, аналогичного другим датчикам Encardio Rite с вибрирующим проводом.

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

Характеристики модели ETT-10TH

Тип датчика	Кривая R-T соответствует термистору NTC, эквивалентна YSI 44005
Диапазон	-20 o  до 80 o C
Точность	1 или С
Материал корпуса	Луженая медь
Кабель	4-жильный в оболочке из ПВХ

Датчик температуры RTD модели ETT-10PT

Датчик температуры ETT-10PT RTD (датчик температуры сопротивления) состоит из керамического резистивного элемента (Pt. 100) с европейской калибровкой кривой DIN IEC 751 (ранее DIN 43760). Элемент сопротивления размещен в прочной трубке из нержавеющей стали с закрытым концом, которая защищает элемент от влаги.

Как работает датчик температуры RTD модели ETT-10PT?

Датчик температуры сопротивления работает по принципу, согласно которому сопротивление датчика зависит от измеренной температуры. Платиновый RTD имеет очень хорошую точность, линейность, стабильность и воспроизводимость.

Датчик температуры сопротивления модели ETT-10PT поставляется с трехжильным экранированным кабелем. Красный провод обеспечивает одно соединение, а два черных провода вместе обеспечивают другое. Таким образом достигается компенсация сопротивления выводов и изменения сопротивления выводов от температуры. Показания датчика температуры сопротивления можно легко считывать с помощью цифрового индикатора температуры RTD.

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

Технические характеристики термометра сопротивления модели ETT-10PT

Тип датчика	Пт 100
Диапазон	-20 o  до 80 o  C
Точность	± (0,3 + 0,005*t) o  С
Калибровка	ДИН МЭК 751
Кривая (европейская)	0,00385 Ом/Ом/ o C
Размеры (Φ x Д)	8 х 135 мм
Кабель	3-жильный экранированный

Термопара Encardio Rite

Компания Encardio Rite предлагает Т-образную термопару (медь-константан) для измерения внутренней температуры в бетонных конструкциях. Он состоит из двух разнородных металлов, соединенных вместе на одном конце. Когда соединение двух металлов нагревается или охлаждается, возникает напряжение, которое можно соотнести с температурой.

Термопарное измерение состоит из провода термопары с двумя разнородными проводниками (медь-константан), соединенными на одном конце для образования горячего спая. Этот конец герметизируется от коррозии и размещается в требуемых местах измерения температуры.

Другой конец провода термопары соединяется с подходящим разъемом термопары для образования холодного спая. Показания термопары отображают прямое показание температуры в месте установки и автоматически компенсируют температуру холодного спая.

Технические характеристики термопары Encardio Rite

Тип провода	T-медь-константан
Изоляция провода	PFA ТефлонC
Температура горячего спая	До 260 o C (макс. )
Тип разъема Миниатюрный	Стеклонаполненный нейлон
Рабочая температура	-20 o  до 100 o C
Температура холодного спая	Окружающая среда

Где используется датчик температуры?

Применение датчика температуры включает:

1. Датчики температуры используются для проверки проектных предположений, которые способствуют более безопасному и экономичному проектированию и строительству.
2. Они используются для измерения повышения температуры в процессе твердения бетона.
3. Они могут измерять температуру горных пород вблизи резервуаров для хранения сжиженного газа и операций по замораживанию грунта.

Датчики температуры

4. также могут измерять температуру воды в резервуарах и скважинах.
5. Его можно использовать для интерпретации связанных с температурой изменений напряжения и объема в плотинах.
6. Их также можно использовать для изучения влияния температуры на другие установленные приборы.

Преимущества датчиков температуры Encardio Rite

1. Датчик температуры Encardio Rite является точным, недорогим и чрезвычайно надежным.
2. Они подходят как для поверхностного монтажа, так и для встроенных приложений.
3. Низкая тепловая масса обеспечивает более быстрое время отклика.
4. Датчик температуры с вибропроводом полностью взаимозаменяем; один индикатор может считывать все датчики.
5. Имеет защищенный от непогоды корпус со степенью защиты IP-68.
6. Они поставляются с легкодоступными индикаторами для прямого отображения температуры.
7. Датчики температуры обладают отличной линейностью и гистерезисом.
8. Технология вибрирующей проволоки обеспечивает долговременную стабильность, быстрое и легкое считывание.
9. Датчики герметично запаяны электронно-лучевой сваркой с вакуумом внутри них около 1/1000 Торр.
10. Они подходят для удаленного считывания, сканирования, а также регистрации данных.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между датчиком температуры и преобразователем температуры?

Датчик температуры — это прибор, используемый для измерения степени нагревания или холода объекта, тогда как преобразователь температуры — это устройство, сопряженное с датчиком температуры для передачи сигналов на удаленное место в целях контроля и управления.

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

Как измеряется температура в бетонной плотине?

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

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

Типичная схема большой бетонной плотины заключается в размещении датчиков температуры через каждые 15–20 м по поперечному сечению и через каждые 10 м по высоте. Для небольших плотин расстояние может быть уменьшено. Температурный датчик, помещенный в верхней части плотины, оценивает температуру резервуара, поскольку она меняется в течение года.

Это намного проще, чем время от времени бросать термометр в резервуар для наблюдения. При эксплуатации бетонной плотины суточные и сезонные изменения окружающей среды оказывают разрушительное воздействие на развитие термических напряжений в конструкции. Эффект более заметен на нижней стороне. Рядом с бетонной плотиной и в нижней ее части следует разместить несколько датчиков температуры для оценки быстрых ежедневных и еженедельных колебаний температуры.

Какой датчик температуры самый точный?

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

Что такое термопара?

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

Для термопар действуют три закона, как указано ниже:

Закон однородности материала

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

Закон промежуточных материалов

Сумма всех термоэлектрических сил в цепи с рядом разнородных материалов при одинаковой температуре равна нулю. Это означает, что если добавить третий материал при той же температуре, новый материал не будет генерировать результирующее напряжение.

Закон последовательных или промежуточных температур

Если два разнородных однородных материала создают термо-ЭДС1, когда их соединения находятся в точках Т1 и Т2, и создают термо-ЭДС2, когда точки соединения находятся в точках Т2 и Т3, то ЭДС возникает, когда точки соединения находятся в точках Т1 и T3 будет emf1 + emf2

Как проверить датчик температуры?

В Encardio Rite у нас есть специализированные камеры для температурных испытаний (с уже известной температурой и системами контроля температуры) для проверки точности и качества наших датчиков температуры.

Это все о датчиках температуры, их различных типах, применениях, использовании, а также принципе работы. Дайте нам знать ваши вопросы в разделе комментариев ниже.

Как работают датчики температуры?

Как работают датчики температуры? Это устройства для измерения температуры с помощью электрических сигналов. Датчик состоит из двух металлов, которые генерируют электрическое напряжение или сопротивление, когда замечают изменение температуры. Датчик температуры играет решающую роль в поддержании определенной температуры в любом оборудовании, используемом для производства чего угодно, от лекарств до пива. Для производства контента такого типа точность и быстрота реагирования на температуру и температурный контроль имеют решающее значение для обеспечения идеального качества конечного продукта. Температура является наиболее распространенным физическим типом измерения в промышленных приложениях. Точные измерения жизненно важны для обеспечения успеха этих процессов. Есть много не столь очевидных приложений, в которых используются датчики температуры. Плавление шоколада, использование доменной печи, управление воздушным шаром, замораживание веществ в лаборатории, управление автомобилем и обжиг печи.

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

Ниже приведены контактные датчики температуры:

Датчик температуры сопротивления (RTD) известен как термометр сопротивления и измеряет температуру по сопротивлению элемента RTD с температурой. Металл может быть изготовлен из различных материалов, включая платину, никель или медь. Однако платина является наиболее точной и, следовательно, имеет более высокую стоимость.

Термопара представляет собой датчик, состоящий из двух проводов из двух разных металлов, соединенных в двух точках. Напряжение между двумя проводами отражает изменение температуры. Хотя точность может быть немного ниже, чем у RTD, они имеют самый широкий диапазон температур от -200 ° C до 1750 ° C и, как правило, более экономичны.

Термистор показывает точное, предсказуемое и значительное изменение различных температур. Это большое изменение означает, что температуры отражаются очень быстро, но также очень точно. При таком большом и быстродействующем термисторе NTC действительно требуется линеаризация, поэтому здесь задействована некоторая математика.

Обычно, когда мы думаем о температуре, мы думаем о термометре, особенно о стеклянной трубке, наполненной ртутью. Тем не менее, существует несколько типов термометров: Стеклянный термометр: как указано выше, стеклянная трубка из ртути/этанола. Этанол в настоящее время является основной жидкостью, используемой в этих термометрах.
Биметаллический термометр: этот тип термометра состоит из соединенного манометра и стержня. Наконечник датчика имеет пружину, прикрепленную к стержню, ведущему к стрелке датчика. Пружина находится внутри чувствительного конца штока. Когда на сенсорную катушку подается тепло, в катушке создается движение, которое заставляет двигаться стрелку датчика, таким образом отображая температуру.
Газонаполненный и жидкостный термометр: Принцип работы этих термометров аналогичен. Есть колба, наполненная газом или жидкостью. Он расположен внутри чувствительного конца зонда. При нагревании газ расширяется/жидкость нагревается, что сигнализирует прикрепленному стержню о перемещении стрелки до измеряемой температуры. Цифровой термометр
: в цифровом термометре используется датчик, такой как термопара или датчик температуры сопротивления (RTD). Температура измеряется с помощью зонда (чувствительный конец) и отображается в виде цифрового показания.

Ниже приведен Бесконтактный датчик температуры

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