- Загальні відомості про датчики
- контактні датчики
- Кімнатний термометр з рідиною
- Контактний біметалічний термометр
- Датчики опору температури
- термопара
- конструкція термопари
- Як підібрати датчик температури
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Для контролю клімату в житловому приміщенні і температури під час виробничих процесів використовуються спеціальні пристрої. Пропонуємо розглянути, як працюють датчики температури, що всмоктується повітря на впуску, води, газів, палива і вологості, їх принцип роботи та види.
Загальні відомості про датчики
Датчики температури являють собою пристрої, які використовуються для вимірювання температури середовища. Типи температурних датчиків:
- накладні контактні датчики.
Фото - Накладні контактні датчики - безконтактні датчики.
Фото - Безконтактні датчики температури
Проте, відомі ще 3 додаткових типу інформаторів: термометри, резистивні датчики температури і термопара (терморегулятор). Всі ці контролери працюють за допомогою вимірювання фізичних властивостей (тобто обсягу рідини, що тече через провід), який змінюється в залежності від температури.
Відео: огляд датчиків температури
контактні датчики
Датчики контакту температури можуть вимірювати температуру об'єкта, в контакті з яким знаходиться датчик, але якщо припустити, що датчик і об'єкт знаходяться в тепловій рівновазі, то між ними немає теплового потоку.
Даний підвид інформаторів представлений наступними пристроями:
- термопари
- Датчики опору температури (працюють за допомогою покажчика, у них найбільш оптимальне співвідношення ціна / якість)
- заповнені термометри
- Напівпровідникові біметалічні термометри
- Промислові безконтактні і бездротові датчики температури.
Більшість комерційних і наукових безконтактних датчиків температури і вимірювання зовнішньої тепловою потужністю випромінювання інфрачервоного або оптичного випромінювання, працюють від відомої або розрахункової області на поверхні або обсязі вимірюваної рідини.
Прикладом безконтактного датчика температури є пірометр.
Термометри є найбільш поширеними датчиками температури, експлуатовані в простих, повсякденних вимірюваннях температури, їх використовуються для котлів, в сигналізації. Найпопулярніші біметалічні термометри.
Кімнатний термометр з рідиною
До сих пір одними з найдоступніших датчиків вимірювання температури вважаються заповнені термометри. У тубу додається рідина, яка чутлива до зміни температури, найчастіше це забарвлений спирт або ртуть. Під зміною температурного рівня зовні туби, рідина розширюється і піднімається, по таблиці-циферблату можна визначити, який рівень температури зараз в приміщенні. Цей спосіб хороший, якщо не потрібна висока точність, адже при використанні такого вимірювача можлива похибка майже в градус, до того ж, спиртові моделі дуже швидко втрачають показники при різкій зміні температур, їх складно зафіксувати.
Рідина повинна мати відносно великий коефіцієнт теплового розширення, так що невеликі зміни в температурі призведе до що виявляється змін в обсязі. Матеріал трубки - скло, іноді загартоване, але обов'язково прозоре, щоб можна було бачити маркіровану таблицю. Раніше ртуть була більш поширена, але її рівень токсичності занадто високий, що може привести до непоправного збитку при побутовому використанні.
Хоча заповнені регулятори є найпростішими і дешевими варіантами для вимірювання температури, вони також відрізняються недовговічністю з причини своєї крихкості. Також їх рідко застосовують при здійсненні навіть невеликих виробничих процесів, тому що немає можливості регулювати їх роботу в автоматичному режимі.
Контактний біметалічний термометр
У біметалічному термометрі використовується два металу (зазвичай сталь і мідь) з різними коефіцієнтами теплового розширення, вони кріпляться один до одного за допомогою заклепок або зварювання. У міру підвищення температури, збільшується відстань між смугами, метал з вищим коефіцієнтом теплового розширення розширюється в більшій мірі, в результаті чого з'являється напруга в матеріалах і відхилення в смузі. Величина цього відхилення є різницею температури.
Температурні різниці, для яких ці термометри можуть бути використані, обмежується діапазоном, в якому метали мають суттєво різні коефіцієнти теплового розширення. Біметалічні смуги часто згорнуті в трубах і поміщені в термостати. Переміщуваний кінець смуги являє собою електричний контакт, який передає температуру термостата. Тому вони можуть контролюватися спеціальними автоматичними пристроями.
Датчики опору температури
На виробничих роботах зазвичай використовується механічний або електронний погружной резистивний датчик температури зовнішнього повітря (також відомий як термометр опору). На відміну від заповнених термометрів, індикатор опору видає електричний сигнал вимірювання температури, тим самим роблячи його більш зручним для використання з комп'ютеризованою системою.
Пристрій опору використовує залежність між електричним опором і температурою, яка може бути лінійної або нелінійної. Головною відмінністю цих приладів є їх висока точність, у них допустима похибка близько 0, 01 градуса за Цельсієм. Однак при високих температурах (вище 700 градусів С), вони стають дуже неточними через деградацію зовнішньої оболонки, яка містить термометр. Таким чином, використання датчиків опору є кращим при більш низьких температурних діапазонах, де вони можуть бути найбільш точними, до того ж їх перевірка здійснюється набагато простіше, ніж у біметалевих.
Буває кілька видів датчиків: з терморезистором і традиційні. Традиційні термометри опору використовую чутливі металеві елементи, які призводять до лінійної залежності між температурою і опором. Так як температура металу збільшується, збільшення випадкового молекулярного руху перешкоджає потоку електронів. Підвищений опір тиску вимірюється через метал як зниження струму, утворюється фіксований напруга. Виносної електронний термистор використовує напівпровідниковий датчик, що дає функцію залежності потужності між температурою навколишнього середовища, опалення і опором.
термопара
Інший цифровий датчик температури двигуна і вихлопних газів, який часто використовуються в промисловості - це термопара. Серед різних датчиків температури, доступних, термопара широко використовується датчик температури масла і впускного повітря. Як і аналогові пристрої опору, дані прилади працюють за допомогою електронної схеми.
конструкція термопари
Термопара являє собою тубу, довгастої, стержнеобразной форми, що дозволяє розміщувати пристрій в важкодоступних місцях. Наприклад, в котлах, двигунах, вузьких вентиляційних проходів.
Будь-(вуличний і побутової) датчик температури повітря містить зовнішню оболонку або гільзу. Гільза захищає вміст термопари від механічного та хімічного пошкодження.
У гільзі знаходиться металевий дріт, іноді дві, кожна складається з різних металів. Можуть бути різні комбінації матеріалів для цих металевих дротів. Монтаж здійснюється за допомогою спеціальних кріплень і планок для жорсткої фіксації термометричні систем.
Всі лічильники мають індивідуальні технічні характеристики. Розглянемо, які показники має електронний канальний датчик температури охолоджуючої рідини і контролю навколишнього середовища:
- Розмір: три дроти в TO-92 корпусі (0, 2 "х 0, 2" х 0, 2 ")
- Температурний діапазон: початковий в -40 градусів Цельсія і становить до 150 градусів (в залежності від типу температура може бути вищою). Якщо перевищити ці показники, то виникне несправність.
- Діапазон температур перед виходом: після 125 градусів С, точність падає. 2, 0 В при 150 градусів С і 0, 1 В при температурі -40 градусів С.
- Необхідна потужність: максимум 5, 5 У харчування, 0.05 А струму.
Підключення всіх аналогових приладів не має ніяких складнощів. У більшості випадків достатньо просто включити пристрій в мережу живлення, перевірити роз'єм і напруга. Єдине зауваження - це продумати його розташування, щоб датчик максимально точно визначив коливання температури.
Як підібрати датчик температури
Датчики температури на снігохід, в шинах для автомобіля або інших рухомих пристроїв вибираються суто індивідуально (в більшості випадків можна скористатися продукцією фірми-виробника техніки, це PT100, Гольф 2, ВАЗ 2110, PT1000, Калина, NTC, Пріора).
Для комп'ютера інформатори підбираються строго виходячи від параметрів оргтехніки, в цьому випадку температурні датчики (реле) служать для запобігання перегрівання процесора, і представлені марками DS18B20, G62, GSM. Таким же чином вибираються пристрої для вимірювання виділяється теплого повітря для холодильників, їх виготовляє компанія Siemens, ТСМ і УМЗ. Іноді для більш точного контролю температури необхідні інфрачервоні контролери (на хімічних, біологічних і сталеливарних заводах).
Для вимірювання температури на борту і за бортом автомобіля, снігоходів і т.д. Вам також знадобиться купити спеціальні датчики, вони представлені марками Лада, Ланос, Деу Нексія, Метран, Рено Логан, Шевроле, Ауді, Фокус Форд, Грант, Фольсваген Пасат, ВАЗ Нива, Мерседес, Хонда, Газель. При виборі моделі для салону враховуйте, щоб вона була розміщена якнайдалі від печі, і на 20 см вище підлоги. При необхідності заміна приладу легко здійснюється своїми руками, схема до кожного датчика йде разом з інструкцією.