Схема подключения датчика температуры

ООО «КИП – Сервис». Особенности подключения датчиков.
http://www.kipservis.ru/oven_term31.htm

 

Особенности подключения датчиков

 

Подключение термопар

 

Термопара (термоэлектрический преобразователь) типа ТХА, ТХК, ТПП и пр. состоит из двух спаянных на одном из концов проводников, изготовленных из металлов, обладающих разными термоэлектрическими свойствами. Спаянный конец, называемый «рабочим спаем», погружается в измеряемую среду, а свободные концы («холодный спай») термопары подключаются ко входу измерителей.регуляторов. Если температуры «рабочего» и «холодного спаев» различны, то термопара вырабатывает термоЭДС, которая и подается на прибор. Поскольку термоЭДС зависит от разности температуры двух спаев термопары, то для получения корректных показаний необходимо знать температуру «холодного спая», чтобы скомпенсировать эту разницу в дальнейших вычислениях.

В модификациях входов, предназначенных для работы с термопарами предусмотрена схема автоматической компенсации температуры свободных концов термопары. Датчиком температуры «холодного спая» служит полупроводниковый диод, установленный рядом с присоединительным клеммником.

Подключение термопар к прибору должно производиться с помощью специальных компенсационных (термоэлектродных) проводов, изготовленных из тех же материалов, что и термопара. Допускается использовать провода из металлов с термоэлектрическими характеристиками, аналогичными характеристикам материалов электродов термопары в диапазоне температур 0..100 °С. При соединении компенсационных проводов с термопарой и прибором необходимо соблюдать полярность.

Во избежание влияния помех на измерительную часть прибора рекомендуется экранировать линию связи прибора с датчиком. При нарушении указанных условий могут иметь место значительные погрешности при измерении.

 

                          

 

 

Подключение термопреобразователей сопротивления

 

Принцип работы термопреобразователей сопротивления ТСМ, ТСП, Pt100, основан на зависимости электрического сопротивления металлов от температуры. Термопреобразователи выполняют в виде катушки из тонкой медной или платиновой проволоки на каркасе из изоляционного материала, заключенной в защитную гильзу.

Термопреобразователи сопротивления характеризуются параметром

 

где R₁₀₀ – сопротивление при 100 °С, R₀ – сопротивление при 0 °С

Для подключения термопреобразователей сопротивления к приборам ОВЕН и Fotek используется трехпроводная схема, которая позволяет уменьшить погрешность измерения, возникающую при изменении сопротивления проводов (например, при изменении их температуры). К одному из выводов терморезистора Rt подсоединяются два провода, а третий подключается к другому выводу Rt. При этом необходимо соблюдать условие равенства сопротивлений всех трех проводов.

Термопреобразователи сопротивления могут подключаться к прибору с использованием двухпроводной линии, но при этом отсутствует компенсация сопротивления соединительных проводов и поэтому будет наблюдаться зависимость показаний прибора от колебаний температуры проводов.

 

Параметры линий для соединения прибора с датчиком

 

Тип датчика	Длина линии	Сопротивление линии	Исполнение линии
ТСП, ТСМ	не более 100 м	не более 10,0 Ом	Трехпроводная, провода равной длины и сечения
Термопара	не более 20 м	не более 100 Ом	Термоэлектродный кабель (компенсационный)

 

Термопреобразователи сопротивления (ТС) относятся к параметрическим датчикам температуры, поэтому всегда измерительные схемы на основе ТС должны иметь источник питания.

При этом источник питания должен быть таким, чтобы разогревом чувствительного элемента за счет протекания по нему тока можно было пренебречь.

Датчик температуры подключается к измерительной схеме соединительным кабелем, имеющим свое собственное сопротивление, которое зависит от температуры окружающей среды. Если термопреобразователь подключен по двухпроводной схеме, то может возникнуть погрешность измерения температуры.

Это объясняется тем, что в этом случае к падению напряжения на термопреобразователе прибавляется падение напряжения на сопротивлениях Rл подводящих проводов.

Если изменится температура окружающей среды, то это вызовет изменение сопротивления Rл, падение напряжения на этом сопротивлении и напряжения Uвых, по которому судят о температуре объекта контроля.

 

Чувствительность к температуре окружающей среды можно уменьшить, добавив в измерительную систему один или два дополнительных провода, получив, таким образом трехпроводную или четырехпроводную схему включения.

По одному проводу течет постоянный ток для питания датчика, по другому поступает сигнал от датчика на вход измерительного усилителя прибора, а третий провод является общим для обоих контуров.

Преимущество этого решения в том, что изменения сопротивления сигнального провода, например из.за колебаний температуры, не сказываются на сигнале: по измерительному проводу не протекает ток (из.за высокого входного сопротивления усилителя), и следовательно на нем нет падения напряжения. Чувствительность к внешним помехам остается неизменной.

 

 

При четырехпроводной схеме включения по двум проводам с сопротивлениями Rл1 и Rл4 к термопреобразователю подводится постоянный ток (1..5 мА), а с помощью проводников с сопротивлениями Rл2 и Rл3 от термопреообразователя на измерительный прибор отводится падение напряжения, пропорциональное сопротивлению RK (температуре объекта контроля).

Если источник тока обеспечивает стабильный ток при различных сопротивлениях нагрузки, а входное сопротивление измерительного прибора достаточно велико, то результат измерения не зависит ни от температуры подводящих проводов, ни от их длины.

 

Источник: masters.donntu.org

Датчики температуры являются важными элементами многих измерительных устройств. С помощью них измеряют температуру окружающей среды и различных тел. Данные приборы широко применяются в качестве измерителей температуры не только на производствах и в промышленности, но и в быту, и в сельском хозяйстве, то есть там, где людям в силу рода деятельности необходимо измерять температуру. И всегда имеет место вопрос, а как правильно осуществить подключение такого датчика, чтобы его функционирование было точным и не было бы сбоев?

Для подключения датчика температуры не требуется сложных работ, главное здесь — следовать точно инструкции, тогда и результат будет успешным, а самое сложное, что потребуется для монтажа — это обычный паяльник.

Типичный датчик представляет собой, как готовое устройство, шнур длиной более 2 метров, на конце которого закреплен непосредственно измерительный прибор, он отличается от шнура цветом, обычно — черный. Подключают устройство к аналого-цифровому преобразователю, который переводит аналоговый сигнал (ток или напряжение) от датчика в цифровой.

Один из выводов датчика заземляется, а второй подключается непосредственно к регистру АЦП сопротивлением 3-4 Ом. АЦП затем может быть подключен к модулю сбора информации, который посредством USB-интерфейса может быть подключен к компьютеру, где с помощью специальной программы можно производить те или иные действия, опираясь на полученные данные.

Программы позволяют оперировать с полученной информацией и выполнять множество связанных с измерением температуры задач. Многие современные системы сбора информации оснащены специально дисплеями для возможности мониторинга осуществленных измерений.

Несмотря на кажущуюся простоту, датчики температуры имеют разные схемы подключения, поскольку часто необходимо учитывать погрешности, связанные с сопротивлением проводов.

Рассмотрим конкретный пример. Прибор PT100 имеет сопротивление 100 Ом при температуре на датчике 0 градусов Цельсия. Если его подключить по классической двухпроводной схеме, используя медный провод сечением 0,12 кв.мм, причем соединительный кабель будет иметь длину 3 метра, то два повода сами будут иметь сопротивление приблизительно 0,5 Ом, а это даст погрешность, ибо суммарное сопротивление при 0 градусов будет уже 100,5 Ом, а такое сопротивление должно быть у датчика при температуре 101,2 градуса.

Мы видим, что при подключении по двухпроводной схеме могут возникнуть проблемы, связанные с погрешностью из-за сопротивления соединительных проводов, однако этих проблем можно избежать. Для этого в некоторых приборах возможна корректировка, например на 1,2 градуса. Но такая корректировка не скомпенсирует полностью сопротивление проводов, ибо провода сами под действием температуры изменяют свое сопротивление.

Допустим, часть проводов расположена совсем неподалеку от нагреваемой камеры, вместе с датчиком, а другая часть — далеко от нее, и меняет свою температуру и сопротивление под действием окружающих факторов в помещении. В таком случае сопротивление проводников 0,5 Ом в процессе нагрева до каждых 250 градусов будет становиться в 2 раза больше, и это необходимо учесть.

Чтобы избежать погрешности, используют подключение по трехпроводной схеме, чтобы прибор измерил общий показатель сопротивления вместе с сопротивлением обоих проводов, хотя можно учесть сопротивление одного провода, просто умножив его потом на 2. После этого из суммы вычитается сопротивление проводов, и остается показание самого датчика. При таком решении получается довольно высокая точность даже если сопротивление проводов могла бы повлиять значительно.

Однако даже трехпроводная схема не может скорректировать погрешность связанную с разной степенью сопротивления проводников в силу неоднородности материала, разного сечения по длине и т. д. Конечно, если длина проводника мала, то и погрешность будет мизерной, и даже при двухпроводной схеме отклонения в показаниях температуры будут не значительными. Но если проводники достаточно длинные, то влияние их очень существенно. Тогда нужно применять уже четырехпроводное подключение, когда прибор измеряет сопротивление исключительно датчика без учета сопротивления проводов.

Так, двухпроводная схема применима в случаях когда:

• Диапазон измерения не выше 40 градусов, и высокая точность не нужна, допустима погрешность в 1 градус;

• Соединительные провода достаточно большого сечения и короткие, тогда их сопротивление сравнительно не велико, и погрешность самого прибора примерно соизмерима с ними: пусть, сопротивление проводов 0,1 Ом на градус, а точность нужна 0,5 градуса, то есть получаемая погрешность меньше допустимой. Трехпроводная схема применима в случаях, когда измерения проводятся на расстояниях от 3 до 100 метров от датчика, а диапазон — до 300 градусов, при допустимой погрешности 0,5%.

Для более точных, прецизионных измерений, где погрешность не должна превышать 0,1 градус, применяют четырехпроводную схему.

Для проверки прибора можно использовать обычный тестер. Диапазоном для датчиков, которые обладают сопротивлением 100 Ом при 0 градусов, как раз подойдет от 0 до 200 Ом, этот диапазон есть на любом мультиметре.

Проверку породят при комнатной температуре, при этом определяют, какие из проводов прибора соединены накоротко, а какие соединены непосредственно с датчиком, затем измеряют, показывает ли прибор сопротивление, которое должно быть по паспорту при определенной температуре. В завершении нужно убедиться, что нет замыкания на корпус термопреобразователя, это измерение делается в мегаомном диапазоне. Для полного соблюдения техники безопасности не касайтесь руками проводов и корпуса.

Если в процессе проверки тестер покажет бесконечно большое сопротивление, это знак того, что в корпусе датчика случайно оказались жир или вода. Такое устройство некоторое время поработает, но показания его будут плавающими.

Важно помнить, что все работы по подключению и проверке датчика должны выполняться в резиновых перчатках. Нельзя разбирать устройство, а если что-то повреждено, например на кабелях питания отсутствует в каких-то местах изоляция, то такое оборудование устанавливать нельзя. Датчик при монтаже может вызывать помехи для других устройств, работающих поблизости, поэтому их следует предварительно отключить.

Если у вас возникают сложности, то доверьте работы профессионалам. Вообще, по инструкции все можно осуществить самостоятельно, но в некоторых случаях лучше не рисковать. По окончании монтажа убедитесь, что устройство прочно закреплено в нужном месте, это очень важно. Помните о том, что датчик крайне чувствителен к влажности. Не проводите монтажные работы во время грозы.

Проводите профилактические проверки время от времени, чтобы убедиться в том, насколько качественно работает датчик. Его качество в принципе должно быть высоким, не экономьте при покупке датчика, качественный прибор не может стоить очень дешево, это не тот случай, когда следует пытаться экономить.

Источник: ElectricalSchool.info

Пару недель назад поставил наконец-то дополнительный датчик температуры ОЖ Defi BF 60 мм (реплика) =)
Те кто следит за моим авто, уже известно, что ранее я уже врезал переходник Defi (реплика) на 34 мм в верхний ("горячий") патрубок радиатора еще при замене охлаждающей жидкости в рамках ТО-4. Сразу скажу, что с него нужно кинуть "массу" на кузов иначе датчик ничего не покажет вам!
Так же протянул проводку от датчика в салон.
И наконец-то установил сам "будильник" =)
По фото все думаю будет понятно, но хочу сказать несколько слов про подключение (после моего видео).
Питание я тупо взял с разветвителя прикуривателя Espada E 13U =), всякие приглушения подсветки мне не по кайфу, сделал себе тупо белую подсветку — скрутив белый провод с красным и на "+" и черный соответственно на "-". Все! Готово! =)

Сразу скажу для чего мне нужен дополнительный датчик температуры ОЖ — контроль открытия термостата, предупреждение случайного перегрева ДВС и просто эстетическое удовольствие наличия самого "будильника" на панели =).

Вот видосик работы сего девайса ⇩⇩⇩

На задней панели датчика имеется 3 разъема:

Разъем №1.
Отвечает за подачу питания на датчик, в него подключается четырехконтактный штекер питания (Рис. 2).

Красный провод — подключается к плюсу (ignition switch, +12В) отвечает за подачу питания на датчик;
Белый провод подключается к плюсу, отвечает за подсветку белого цвета;
Желтый провод подключается к плюсу, отвечает за подсветку красного цвета;
Черный провод подключается на минус (массу автомобиля).

Чтобы дисплей датчика подсвечивался белым цветом, нужно подключить к плюсу белый провод, желтый провод следует оставить не подключенным.
Чтобы дисплей датчика подсвечивался красным цветом, нужно подключить к плюсу желтый провод.
Также можно сделать комбинированную подсветку, используя в дневное время белую подсветку, а в темное время суток (когда включены габариты) красную подсветку.
Для этого нужно белый провод подключить к плюсу, а желтый провод подключить к питанию габаритных огней и наоборот.

Разъем №2.
Управляющий, отвечает за подачу информации на датчик от сенсора.
В него подключается двухконтактный штекер (Рис. 3).

Красный провод подключается к сенсору — к белому проводу.
Черный провод подключается к клемме датчика с черным проводом.

Разъем №3.
Дублирует разъем №1. В случае, если на автомобиль устанавливается больше одного прибора, то питание для последующих датчиков можно брать от разъема №3. что бы не тянуть лишних проводов.

Позицией 4 обозначена кнопка настроек.

Как, собственно, настроить прибор:

1. Отключение звуковых сигналов.
Чтобы отключить звуковой сигнал на датчике, необходимо зажать управляющую кнопку на задней панели и включить зажигание автомобиля. Удерживать кнопку пока идет тестовый режим. Кнопку необходимо отпустить после завершения звукового сигнала. Звук будет отключен. Для включения звука нужно будет проделать аналогичную операцию.

2. Установка пиковых значений.
Чтобы задать критическое значение, при котором сработает звуковое и световое оповещение (PEAK), необходимо подать питание на датчик, дождаться когда пройдет тестовый режим, зажать управляющую кнопку на задней панели и удерживать в течение 5 сек. Стрелка встанет на предустановленный критический уровень. Изменять значения можно либо короткими нажатиями на кнопку (стрелка будет двигаться по каждому делению) либо удерживанием кнопки (стрелка будет двигаться через 5 делений). Чтобы уменьшить значения (Peak) нужно довести стрелку до максимума, затем она пойдет в обратном направлении.

Источник: www.drive2.ru