Для чего нужен датчик температуры: Чем опасна поломка датчика температуры охлаждающей жидкости

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.

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:

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.

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.

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

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

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

• 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.

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

Как проверить датчик температуры охлаждающей жидкости и выявить его неисправность

Датчик температуры охлаждающей жидкости или, в сокращении, ДТОЖ, представляет собой прибор, определяющий температуру антифриза в системе охлаждения и дающий сигнал на ее снижение посредством срабатывания вентилятора.

Его работоспособность – важный аспект нормального функционирования системы охлаждения и всего силового агрегата в целом, а потому в данной материале мы поговорим о том, какие признаки неисправности ДТОЖ помогают своевременно выявить неполадки в его работе и эффективно их устранить.

ДТОЖ – что это такое в машине?

Датчик температуры охлаждающей жидкости в автомобиле представляет собой компактное устройство, расположенное в корпусе радиатора или, нередко, во внешней части корпуса силового агрегата – так называемой «рубашке» системы охлаждения.

Назначение

Датчик предназначается для определения температуры охлаждающей жидкости, которая выводится на информационный индикатор, расположенный в панели приборов авто.

Также функцией датчика является активация включения вентилятора охлаждения, который понижает температуру антифриза в случае, если она превышает критические значения (более 80 градусов Цельсия). Делается это для того, чтобы избежать вскипания антифриза и, как результат, перегрева мотора.

Видео — нюансы, связанные с датчиками температуры охлаждающей жидкости на Фольксваген Пассат Б3:

Подобное назначение датчика было характерно для карбюраторных двигателей. Сегодня, с развитием инжекторных систем впрыска, на ДТОЖ возлагается значительно большее число функций. К ним можно отнести:

• увеличение оборотов двигателя на этапе прогрева для оптимизации выхода мотора на рабочий режим;
• открытие либо закрытие клапана рециркуляции выхлопных газов;
• установка угла опережения зажигания и т.д.

Принцип работы

Функционирование ДТОЖ осуществляется на основе физических свойств материала датчика менять собственное электрическое сопротивление в зависимости от степени нагрева.

По сути, он состоит из двух электропроводящих контактов и конусообразного рабочего элемента из чувствительного материала. Изменение степени электропроводности фиксируется и, таким образом, датчик «выдает» информацию о температуре и достижении ее критических значений.

На современных авто за считывание такой информации «отвечает» электронный блок управления ЭБУ, который и отдает управляющие команды для системы зажигания, а также анализирует работоспособность самого датчика.

Виды

Условно можно выделить два типа ДТОЖ: механический и цифровой. В чем их сходство и отличия?

Механический

Механический ДТОЖ представляет собой простой узел, где передача информации об изменении сопротивления материала выполняется, так сказать, в «аналоговой» форме – посредством электрического сигнала. Такой датчик напрямую соединен с указателем температуры охлаждающей жидкости, который является, по сути, простым омметром со шкалой, проградуированной в градусах Цельсия.

С узлом соединено реле, которое замыкается при достижении критической температуры и вызывает срабатывание вентилятора охлаждения. Такие датчики встречаются на автомобилях с карбюраторными моторами, включая все отечественные «Жигули».

Цифровой

Цифровой ДТОЖ по своей конструкции не сильно отличается от механического, но передача сигнала происходит посредством шины непосредственно в цифровой блок управления ЭБУ.

Встроенный процессор производит первичный анализ информации, выводя данные о температуре на приборную панель, а также давая команды системе зажигания. Включение вентилятора в этом случае производится также посредством команды от ЭБУ.

На что влияет

Основной задачей датчика температуры охлаждающей жидкости является включение вентилятора охлаждения. Как результат, в случае его неисправности срабатывания вентилятора не происходит, а результатом этого может стать перегрев мотора или, как минимум, вскипание антифриза в системе.

Видео — как проверить ДТОЖ мультиметром:

Кроме того, на инжекторных двигателях неисправность ДТОЖ ведет к тому, что ЭБУ выставляет неверный угол опережения зажигания, возрастает расход топлива и двигатель начинает работать в неблагоприятных условиях.

Совокупность этих факторов говорит о том, что своевременное определение поломки датчика и его замена является ключевым элементом, позволяющим избежать целого ряда проблем, а подчас и дорогостоящего ремонта двигателя автомобиля.

Основные причины и признаки неисправности датчика температуры охлаждающей жидкости

Как правило, в виду простоты конструкции, поломки самого датчика охлаждающей жидкости относительно редки. Тем не менее, «поводов» для того, чтобы он стал давать сбои, весьма много, и к ним можно отнести следующие причины:

1. Низкое качество антифриза

В случае использования плохого антифриза или отечественного «Тосола» нередки случаи, когда поверхность датчика разъедается или покрывается кристаллическим осадком. В связи с этим температурное воздействие на датчик изменяется и, как результат, меняются его показания, как правило, в сторону занижения температуры. Это приводит к несвоевременному включению охлаждающего вентилятора, а также изменению режима работы силового агрегата.

2. Плохое качество исполнения самого датчика

К сожалению, на рынке имеется большое количество контрафактных запчастей, и ДТОЖ от no-name-производителя не всегда отвечает заводским параметрам. Также датчик может иметь незначительные повреждения, которые в процессе эксплуатации могут способствовать его выходу из строя.

3. Утечки антифриза через резьбовое соединение датчика

И, как результат, изменение его показателей. Такое явление встречается при нарушении целостности резьбы в случаях, если датчик устанавливался с чрезмерным усилием на затяг либо имеется износ прокладки-вкладыша.

4. Нарушение электрики

Этот фактор является основной причиной выхода из строя датчика и может быть вызван целым рядом причин – от резкого скачка напряжения в бортовой электросистеме авто до обычной коррозии контактов. Собственно, проверку контактов на наличие окисления следует осуществлять всегда при снятии или установке ДТОЖ.

5. Неисправность термостата.

Как проверить датчик температуры охлаждающей жидкости

В случае подозрений на неисправность ДТОЖ необходимо, в первую очередь, определить, касается ли поломка самого датчика или ее причиной являются сбои в электрической системе авто.

Для этого необходимо выкрутить датчик и провести его диагностику. Сделать это можно с использованием обычного бытового мультиметра.

Как проверить ДТОЖ мультиметром

Для замера сопротивления ДТОЖ при разной температуре  на мультиметре следует включить режим омметра с соответствующим пределом измерений.

Значение сопротивлений должно быть в определенном диапазоне при конкретных температурах.

Для каждой модели силового агрегата и марки авто сопротивление датчика при разной температуре жидкости имеет собственные значения (!) и с ними следует ознакомиться заблаговременно в мануле!

Для проверки датчик следует снять и погрузить его в воду, нагретую до определенной температуры, подсоединив мультиметр к выходным контактам ДТОЖ. Если сопротивление датчика не соответствует значениям, указанным для двигателя вашего автомобиля, его следует заменить.

Видео — как проверить датчик температуры охлаждающей жидкости с помощью мультиметра и электрочайника:

Кроме того, замер можно производить и непосредственно на автомобиле по мере прогрева двигателя при холостых оборотах.

В случае, если датчик работоспособен, искать причины поломки следует в электрике или термостате. При неисправности ДТОЖ его следует заменить.

Замена

Процедура замены ДТОЖ предельно проста и заключается в вывинчивании старого датчика и установке нового с последующем подсоединением к нему управляющих клемм.

Тем не менее, существуют и некоторые нюансы. В частности, замену имеет смысл совмещать с заменой охлаждающей жидкости в двигателе автомобиля. В таком случае посадочное гнездо для датчика неплохо обработать графитовой смазкой, что позволит предохранить резьбу, обеспечить легкое вывинчивание и создать дополнительный слой герметизации.

Видео — замена датчика температуры охлаждающей жидкости на ВАЗ 2115:

Также во время замены датчика необходимо мелкой наждачной бумагой обработать электрические контакты, подходящие к нему. Если же ДТОЖ исправен, и вы не планируете его менять – имеет смысл для профилактики произвести его очистку, включая зашкуривание его контактов для улучшения электропроводности.

Заключение

Как видим, проверка и замена ДТОЖ – процедура довольно простая. Она не требует специализированных навыков и знаний, равно как и особого оборудования (за исключением упомянутого мультиметра).

Помните, что своевременная замена неисправного датчика температуры охлаждающей жидкости позволит избежать целого ряда проблем, включая возможный перегрев силового агрегата вашего авто.

Смотрите советы чем смазывать клеммы аккумулятора от окисления и применяйте при сезонном обслуживании своего автомобиля.

Какое сопротивление должно быть у высоковольтных проводов.

Что такое контрактные двигатели https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/dvigateli/chto-znachit-kontraktnyj.html и когда есть смысл их покупать.

Видео — как проверить указатель температуры охлаждающей жидкости на Шевроле Лачетти:

Работа датчика температуры ОЖ на автомобиле. Признаки неисправности, самостоятельная проверка.

Любой современный автомобиль имеет систему охлаждения двигателя, рабочей средой в которой является охлаждающая жидкость типа антифриза. Циркулируя по системе охлаждения, жидкость постепенно нагревается. Степень ее нагрева отображается на приборной доске. А отвечает за определение температуры жидкости именно датчик температуры охлаждающей жидкости(ДТОЖ). Данные об этих измерениях передаются в ЭБУ.

Зачем нужен датчик температуры охлаждающей жидкости?

В зависимости от того, как изменяется температура жидкости, ЭБУ регулирует работу системы топливопитания, а также некоторых других элементов, в частности, охлаждающих вентиляторов. Тем самым подготавливается наиболее оптимальное соотношение топливной смеси. При отказе датчика ЭБУ неверно воспринимает исходимые от него показания, поэтому могут возникнуть проблемы с нормальной работой двигателя. Эксплуатировать машину с неисправным ДТОЖ не рекомендуется.

Какие признаки могут указать на неисправность ДТОЖ?

Если отказ произошел, охлаждающий вентилятор при повышении температуры ОЖ не включается, что приведет к перегреву двигателя.

Важно! Если температура ОЖ перешла за допустимую черту, следует прекратить движение, и проверить, как функционирует датчик.

Случается и наоборот, когда автомобильный вентилятор работает без выключения, независимо от температуры жидкости. Это также может быть связано с отказом данного датчика. Если на автомобиле установлен бортовой компьютер, то он обычно выдает сообщение об отказе температурного датчика. Следует понимать конструктивные особенности ДТОЖ. Этот маленький датчик выполнен вполне надежно, поэтому, в большинстве случаев, его отказы сопряжены с плохим контактом подходящих к нему проводов или с их повреждением. Также причиной отказа могут оказаться окислившиеся клеммы датчика.

Как самостоятельно проверить датчик?

Для проверки датчика ОЖ нужно выполнить такие операции:

• отключите питание автомобиля. Для этого просто снимите разъемы с аккумулятора;
• охлаждающая жидкость должна быть полностью слита из системы;
• от датчика отсоединяются все подходящие к нему провода. Обычно достаточно просто снять одну колодку;
• открутите крепления датчика и выкрутите сам датчик;
• на выводы ДТОЖ, расположенные сверху корпуса, подсоедините выводы омметра;
• в емкость с горячей водой погрузите снятый датчик, но выводы с подключенными к ним проводами оставьте сверху, непогруженными;
• проследите, как меняются значения сопротивления на омметре. По мере того, как вода будет остывать, сопротивление будет постепенно уменьшаться, так как ДТОЖ является обычным термистором. В случае, если показания омметра не изменяются, датчик считается неисправным;
• для принятия верного решения вам нужно сравнить показания сопротивления датчика с теми параметрами, которые указаны применительно к вашей модели автомобиля. При значительных расхождениях в показаниях датчик лучше заменить.

Новый датчик устанавливается на место старого, после чего в бачок заливается ОЖ.

Видео как проверить ДТОЖ в обычном чайнике

Проверка не является сложной, поэтому устранить неисправность, либо убедиться в ее отсутствии можно максимум в течение одного часа. Причем, своими силами.

Датчик температуры окружающей среды: что делает, где расположен

Почти во всех современных автомобилях, кроме датчика, показывающего температуру двигателя, есть другой прибор, показывающий температуру снаружи авто. Датчик температуры окружающей среды в машине, входит в систему климат-контроля, а также бортового компьютера. Поступающую информацию можно увидеть на приборной панели.

Для чего нужен датчик измерения температуры окружающей среды

Применение датчика может показаться бессмысленным, так как всегда можно посмотреть погоду с помощью любого гаджета. Это верно, однако, погода имеет свойство меняться, и в обед она будет далеко не такая, как с утра. Особенно полезными показания датчика будут для тех, кто совершает длительные поездки. Это водители такси, междугородних автобусов, дальнобойщики.

Также, основываясь на показаниях датчика температуры наружного воздуха, можно устанавливать необходимую температуру в салоне. Например, если на улице 5 °C, то в салоне можно настроить около 20 °C. Такой подход также поможет сэкономить топливо.

В некоторых моделях, измеритель внешней температуры отвечает и за работу печки. Если датчик не исправен и показывает минусовую температуру, то при включении обдува автоматически включается печка, чтобы прогреть охлаждающийся салон.

Принцип работы датчика

Все датчики измерения температуры имеют одинаковый принцип работы. За основу взят эффект изменения величины сопротивления полупроводникового элемента от температуры: при увеличении температуры, показатели сопротивления уменьшаются. Для наглядного примера можно взять показания счетчика с отечественного ВАЗа:

Все значения специально приводятся с погрешностями, для большей точности измерительного прибора и достоверности его показаний.

Где находится датчик температуры окружающей среды

Как правило, датчик температуры окружающей автомобиля среды, устанавливается за передней решеткой радиатора, либо под бампером (тоже спереди). Данные меры приняты, чтобы минимизировать тепло, поступающее от кондиционера или двигателя, и спрятать измеритель от воздействия теплых солнечных лучей.

Чтобы устройство не нагревалось от теплого асфальта, его прикрепляют на высоте около 30 см над поверхностью. Данное расположение позволяет легко разместить датчик, используя минимум дополнительной проводки. Однако, точное расположение внешнего агрегата зачастую зависит от марки автомобиля.

Примеры зависимости от марки машины:

1. Во всех автомобилях фирмы Volkswagen измеритель установлен в задней части переднего бампера. Также, расположение зависит и от модели машины.
2. В автомобилях Toyota Prius и Toyota Aqua, датчик находится на нижнем конце передней панели бампера, в тридцати сантиметрах от земли, в то время как в модели Toyota Sienta его можно найти на том же месте, только с небольшим сдвигом в правую сторону.
3. В хорошо знакомой для всех линейке российских автомобилей ВАЗ, датчик температуры воздуха крепится почти у самой земли на кронштейн за бампером.
4. Немецкие производители BMW помещают устройство возле переднего правого колеса, в подкрылке бампера.

Такое расположение необходимо для достоверных показателей. Помимо этого, на устройство не должен попадать поток встречного воздуха и не должна попадать влага.

Для защиты от вышеперечисленного прибор вставляется в специализированный «кожух»:

Как определить неисправность устройства

Определить, что счетчик сломан, можно по явному несоответствию данных на дисплее с температурой на улице. Наиболее точные показания всегда будут с утра, когда автомобиль еще не прогрелся.

Процедура проверки проста:

1. Сперва необходимо сверить показания термометра за окном, с показанием счетчика в непрогретой машине. Они должны быть примерно одинаковыми.
2. Следующим шагом нужно завести, прогреть автомобиль и совершить небольшую поездку в пару километров.
3. Если на протяжении поездки показания будут изменяться, то скорее всего, в датчик попала влага из-за неправильного расположения прибора.
4. В данном случае, после остановки его нужно будет демонтировать из крепления в автомобиле, вынуть из кожуха и протереть сухой тряпочкой.
5. Чистый аппарат можно вставить на прежнее место и подключить.

Если после процедуры, показания все-равно будут далеки от достоверных, то легче будет купить новый. Главное при выборе — подбирать прибор, опираясь на марку и модель автомобиля.

Видео по теме

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

#Палец штанги реактивной

23.06.2021 | Статьи о запасных частях

В подвесках грузовых автомобилей, автобусов и другой техники предусмотрены элементы, компенсирующие реактивный момент — реактивные штанги. Соединение штанг с балками мостов и рамой осуществляется с помощью пальцев — об этих деталях, их типах и конструкции, а также о замене пальцев читайте в статье.

#Клапан МАЗ включения привода сцепления

16.06.2021 | Статьи о запасных частях

Многие модели автомобилей МАЗ оснащаются приводом выключения сцепления с пневматическим усилителем, важную роль в работе которого играет клапан включения привода. Все о клапанах включения привода сцепления МАЗ, их типах и конструкции, а также о подборе, замене и ТО данной детали — узнайте из статьи.

Что такое датчик температуры?

Что такое датчик температуры? Датчик температуры — это устройство, используемое для измерения температуры. Это может быть температура воздуха, температура жидкости или температура твердого вещества.

Существуют различные типы датчиков температуры, в каждом из которых используются разные технологии и принципы измерения температуры.

Термисторы могут быть очень маленькими по размеру.Они состоят из чувствительного элемента, который может быть покрыт стеклом или эпоксидной смолой и имеет 2 провода, поэтому их можно подключить к электрической цепи. Они измеряют температуру, измеряя изменение сопротивления электрического тока. Термисторы доступны как с NTC, так и с PTC и часто имеют низкую стоимость.

RTD или датчики температуры сопротивления работают аналогично термисторам и измеряют омическое сопротивление для измерения температуры. Они подключаются к цепи аналогично термистору, но имеют гораздо более широкий диапазон температур и могут измерять экстремальные температуры.

В термопарах используются два проводника, состоящие из разных металлов, которые соединены на концах для образования спая. Когда этот переход подвергается нагреву, создается напряжение, прямо пропорциональное входной температуре. Они очень универсальны, поскольку различные комбинации металлов позволяют использовать разные диапазоны измерений; однако им не хватает высокой точности датчиков NTC и RTD, что делает их наименее точными из трех типов

Температурные датчики — очень распространенный и разнообразный тип датчика температуры.Они состоят из термистора, термопары или чувствительного элемента RTD и могут быть дополнены клеммной головкой. Все три типа датчиков могут изготавливаться в различных типах корпусов — в стандартном и индивидуальном исполнении. Это позволяет использовать расширенные возможности, которые могут охватывать множество различных сред и носителей, с которыми они сталкиваются.

Датчики температуры используются для измерения температуры во многих различных областях и отраслях промышленности.Они все вокруг нас; присутствуют как в повседневной жизни, так и в более промышленных условиях.

Некоторые примеры применения:

Промышленные приложения — Мониторинг различных машин и окружающей среды, электростанций, производства.

Научные и лабораторные приложения — Мониторинг науки и биотехнологий.

Медицинские приложения — Мониторинг пациентов, медицинские устройства, анализ газов, термодилюционные сердечные катетеры, увлажнители, расходомерные трубки вентилятора, температура диализирующей жидкости.

Motorsport — Измерения выхлопных газов, температуры воздуха на впуске, температуры масла и температуры двигателя.

Бытовая техника — Кухонная техника (духовки, чайники и др.), А также бытовая техника.

Приложения HVAC — Устройства отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха коммерческие или бытовые.

Transit — Автофургоны и рефрижераторы.

При выборе датчика температуры для использования в вашем приложении вы должны принять во внимание следующее;

Диапазон температур — Различные датчики температуры могут измерять разные диапазоны и могут быть более точными в определенном диапазоне.Перед покупкой убедитесь, что вы проверили диапазон датчика температуры и ожидаемый диапазон вашего приложения. Диапазон температурного датчика должен быть указан в паспорте.

Точность и стабильность — Ваше приложение может требовать определенной степени точности; термопары имеют более высокий разброс в долгосрочной стабильности по сравнению с термисторами и RTD, поэтому об этом следует знать. Датчик температуры с наивысшей точностью — это термисторы NTC с покрытием из стекла.

Размер и упаковка — Пространство, доступное в приложении, будет влиять на тип выбранного датчика температуры. Если пространство ограничено, потребуется устройство меньшего размера. Стиль упаковки также важен, поскольку от него зависит, как датчик температуры подключается к приложению и как будет измеряться температура.

У нас имеется широкий ассортимент датчиков температуры.Многие из наших датчиков производятся на месте и полностью настраиваются.

Просмотрите полный ассортимент датчиков температуры на нашем веб-сайте — обязательно свяжитесь с нами для получения дополнительной информации или обсуждения ваших требований.

Что такое датчик температуры?

Вы когда-нибудь оставляли свой смартфон в машине в жаркий день? В таком случае на вашем экране могло отображаться изображение термометра и предупреждение о том, что ваш телефон перегрелся. Это потому, что есть крошечный встроенный датчик температуры, который измеряет внутреннюю температуру вашего телефона.Как только внутри телефона достигается определенная температура (например, iPhone выключается при температуре около 113 градусов по Фаренгейту), датчик температуры отправляет электронный сигнал на встроенный компьютер. Это, в свою очередь, ограничивает доступ пользователей к каким-либо приложениям или функциям до тех пор, пока телефон снова не остынет, поскольку запущенные программы могут только еще больше повредить внутренние компоненты телефона.

Датчик температуры — это электронное устройство, которое измеряет температуру окружающей среды и преобразует входные данные в электронные данные для регистрации, отслеживания или сигнализации изменений температуры.Есть много разных типов датчиков температуры. Некоторые датчики температуры требуют прямого контакта с контролируемым физическим объектом (контактные датчики температуры), в то время как другие измеряют температуру объекта косвенно (бесконтактные датчики температуры).

Бесконтактные датчики температуры обычно являются инфракрасными (ИК) датчиками. Они удаленно обнаруживают инфракрасную энергию, излучаемую объектом, и отправляют сигнал на откалиброванную электронную схему, которая определяет температуру объекта.

Среди контактных датчиков температуры есть термопары и термисторы. Термопара состоит из двух проводников, каждый из которых изготовлен из металла разного типа, которые соединены на конце, образуя спай. Когда соединение подвергается нагреву, создается напряжение, которое напрямую соответствует входной температуре. Это происходит из-за явления, называемого термоэлектрическим эффектом. Термопары, как правило, недорогие, так как их конструкция и материалы просты. Другой тип контактного датчика температуры называется термистором.В термисторах сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Существует два основных типа термисторов: отрицательный температурный коэффициент (NTC) и положительный температурный коэффициент (PTC). Термисторы более точны, чем термопары (способны измерять в пределах 0,05–1,5 градусов Цельсия), и они сделаны из керамики или полимеров. Температурные датчики сопротивления (RTD), по сути, являются металлическим аналогом термисторов, и они являются наиболее точным и дорогим типом датчиков температуры.

Датчики температуры используются в автомобилях, медицинских приборах, компьютерах, кухонных приборах и другом оборудовании.

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 при изменении температуры. Датчик температуры играет критически важную роль в поддержании определенной температуры в любом оборудовании, используемом для приготовления чего угодно, от лекарств до пива. Для производства таких типов контента точность и оперативность регулирования температуры и температуры имеют решающее значение для обеспечения идеального конечного продукта.Температура — это наиболее распространенный вид физических измерений 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 с использованием доменной печи, управление воздушным шаром, замораживание веществ в лаборатории, управление автомобилем и обжиг печи.

Датчики температуры бывают разных форм, которые используются для различных 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 температуре. Металл может быть изготовлен из разных материалов, включая платину, никель или медь. Однако платина является наиболее точной и поэтому требует более высокой стоимости.

Термопара — это датчик, состоящий из двух проводов с двумя разными металлами, соединенными 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 большое изменение изменения различных температур. Это большое изменение означает, что температура отражается очень быстро, но при этом очень точно.Термистор NTC с таким большим и быстрым дизайном требует линеаризации, поэтому здесь требуется некоторая математика.

Термометр — это обычно то, о чем мы думаем, когда думаем о температуре, особенно о стеклянной трубке, наполненной ртутью. Однако существует несколько типов термометров: Стеклянный термометр: как указано выше, стеклянная трубка из ртути / этанола. В настоящее время этанол является основной жидкостью, используемой в этих термометрах.
Биметаллический термометр: термометр этого типа состоит из соединенного датчика и стержня.Наконечник датчика имеет пружину, которая прикреплена к стержню, ведущему к стрелке датчика. Пружина находится внутри чувствительного конца стержня. Когда к чувствительной катушке прикладывается тепло, в катушке создается движение, которое заставляет стрелку манометра перемещаться, тем самым отображая температуру.
Газонаполненный и жидкостный термометр: Эти термометры похожи по принципу работы. Есть колба, наполненная газом или жидкостью. Он расположен внутри чувствительного конца зонда.При нагревании газ расширяется / жидкость нагревается, что дает сигнал прикрепленному стержню, чтобы переместить иглу до измеряемой температуры.
Цифровой термометр: Цифровой термометр использует зонд, такой как термопара или датчик температуры сопротивления (RTD). Температура измеряется с помощью зонда (чувствительный конец) и отображается в цифровом виде.

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, когда вам необходимо поддерживать 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 в движущемся оборудовании), если это на большом расстоянии, если есть опасная окружающая среда (например, высокое напряжение) или при очень высоких температурах, когда контактный датчик не будет работать должным образом.

Чтобы упростить, датчик температуры делает именно это, он определяет температуру любого содержимого, которое необходимо измерить, будь то твердые вещества, жидкости или газы.

Для чего используются датчики температуры?

Датчики температуры используются для различных практических целей во многих отраслях промышленности по всему миру. По сути, эти датчики обеспечивают ввод в систему, чтобы приблизительно или точно определить температуру конкретного объекта или окружающей среды.

От пищевой промышленности до медицинских приложений, нефтехимической обработки и автомобильного мониторинга, до биологических исследований и геологических исследований, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и другой бытовой электроники, датчики температуры являются важным инструментом в бесчисленных областях. Фактически, они также используются в наших собственных домах и офисах, в транспорте, в котором мы путешествуем, и даже в устройствах, которые мы используем каждый день!

Какие датчики температуры используются для измерения?

Хотя вы можете просто предположить, что датчики температуры используются просто для определения температуры объекта или окружающей среды, на самом деле они имеют более тонкие нюансы, чем это.Хотя это одна из вещей, которые они стремятся измерить, многие датчики температуры также используются для проверки того, происходит ли процесс в определенном диапазоне. В частности, профилактическая надежность — это основное применение датчиков температуры, которые помогают гарантировать правильное функционирование системы и определять, есть ли надвигающиеся риски опасности или неисправности.

Основные типы датчиков температуры

В настоящее время используются два основных типа датчиков температуры:

1. Контактные датчики температуры

Эти типы должны касаться объекта, температуру которого они измеряют, будь то твердое тело, жидкость или газ.На самом деле они просто измеряют свою собственную температуру, но мы делаем вывод, что температура всего, с чем он контактирует, находится в тепловом равновесии (то есть имеет одинаковую температуру).

К распространенным типам контактных датчиков температуры относятся термопары, RTD, термисторы, термостаты и полупроводниковые датчики температуры. Их следует использовать, когда вы можете обеспечить хороший тепловой контакт между устройством и тем, что вы измеряете. Кроме того, с помощью контактных термометров проще осуществлять непрерывный мониторинг и сбор данных.

2. Бесконтактные датчики температуры

Они определяют температуру на расстоянии путем измерения теплового излучения, испускаемого объектом или источником тепла. Они часто применяются при высоких температурах или в опасных средах, когда вам необходимо поддерживать безопасное расстояние от определенного тела.

Тепловизионные и инфракрасные датчики являются наиболее распространенным типом бесконтактных датчиков температуры и используются в следующих случаях: когда целевой объект движется (например, на конвейерной ленте или в движущемся оборудовании), если это отличный удалении, если есть опасная окружающая среда (например, высокое напряжение) или при очень высоких температурах, когда контактный датчик не будет работать должным образом.

Общие области применения датчиков температуры

Существует почти бесконечное количество практических применений датчиков температуры как для коммерческих, так и для потребительских нужд. Здесь мы собрали несколько наиболее распространенных применений датчиков температуры, о которых вы, возможно, слышали раньше или даже видели в действии.

Датчики температуры используются в медицине. Чаще всего думают об использовании термометра для быстрого и точного измерения температуры людей.Однако на самом деле они также используются для различных медицинских продуктов, включая оборудование для МРТ и портативные ультразвуковые сканеры.

В наших домах датчики температуры используются во многих электроприборах, от наших холодильников и морозильников, чтобы помочь регулировать и поддерживать низкие температуры, а также внутри плит и духовок, чтобы гарантировать, что они нагреваются до необходимого уровня для приготовления пищи, воздушные кондитеры / обогреватели. Даже наши обычные зарядные устройства используют их, чтобы предотвратить перезарядку или недозаряд на основе измерения температуры батареи.

Добыча нефти может показаться удивительной областью, где используются датчики температуры, но на самом деле они имеют фундаментальное значение для обеспечения безопасной и эффективной практики добычи нефти. Конец буровой установки имеет встроенный датчик температуры, который быстро уведомляет рабочих, когда он должен прекратить бурение, поскольку, когда его температура становится слишком высокой (чем дальше он проходит через землю без остановки), он становится слишком горячим и ломается.

В автомобилях внутри радиатора используются датчики температуры.Это важно, потому что они предупреждают вас, когда вода, циркулирующая в вашем автомобильном двигателе, приближается к опасно высокой температуре, которая потенциально может вызвать поломку двигателя, если она превышена, а также климат-контроль внутри автомобиля. Этого можно избежать, автоматически регулируя параметры в зависимости от температуры, не подвергая водителя опасности.

Системы HVAC требуют измерения температуры, чтобы помочь обеспечить оптимальную температуру в помещении или здании.Кондиционер используется почти в каждом доме и офисе, поэтому датчики температуры необходимы для этих устройств и систем. Их также можно использовать для обнаружения утечек путем обнаружения неожиданных аномалий температуры.

Возобновляемые источники энергии Источники энергии зависят от датчиков температуры для эффективного производства энергии. От солнечных тепловых насосов до ветряных турбин, приложений для сжигания биомассы и геотермальных источников — регулирование и измерение температуры имеют основополагающее значение для этих возобновляемых источников.

Производство стекла полагается на измерение температуры для регулирования и оптимизации производственного процесса. Требования к качеству в стекольной промышленности могут быть очень жесткими, поэтому для их выполнения необходим тщательный мониторинг температуры стекла, а также используемого оборудования.

Химическая промышленность — это отрасли, которые находят значительную практическую ценность в ежедневном внедрении и использовании высококачественных и эффективных датчиков температуры.Они необходимы для измерения чрезвычайно высоких температур для отслеживания химических реакций, а также используются для газовой хроматографии. В этом секторе, как правило, используются датчики с очень широким диапазоном температур и долговечностью. В частности, необходимы высокоточные измерительные инструменты, чтобы гарантировать создание высококачественной продукции.

Интегральные схемы зависят от встроенных кремниевых датчиков температуры в микроконтроллерах и другой электронике. Они широко используются в бесчисленных потребительских товарах, таких как настольные компьютеры, ноутбуки и планшеты, мобильные телефоны и другие электронные устройства, используемые и принадлежащие физическим лицам по всему миру.

В Pyrosales мы являемся ведущим производителем и разработчиком широкого спектра датчиков температуры для всех целей во всех секторах. Это важный инструмент, необходимый производителям и отраслям всех типов и размеров, поэтому очень важно получать высококачественные продукты, чтобы ваши процессы и методы работали так, как ожидалось! Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации или позвоните по телефону 1300 737 976 .

Типы датчиков температуры | DigiKey

Мы ежедневно используем датчики температуры для контроля температуры в зданиях, регулирования температуры воды и для управления холодильниками.Датчики температуры также жизненно важны во многих других приложениях, таких как бытовая, медицинская и промышленная электроника.

В каждом приложении могут быть разные потребности в измерении температуры. Различия включают в себя то, что измеряется (воздух, масса или жидкость), где это измеряется (внутри или снаружи), и диапазон измеряемой температуры. Существует четыре типа датчиков температуры, которые чаще всего используются в современной электронике: термопары, RTD (резистивные датчики температуры), термисторы и интегральные схемы на основе полупроводников (IC).

В этом блоге рассматриваются эти четыре основных типа датчиков температуры, особенности каждого типа, преимущества и недостатки.

Термопары

Термопары — наиболее часто используемый тип датчика температуры. Они используются в промышленных, автомобильных и бытовых приложениях. Термопары имеют автономное питание, не требуют возбуждения, могут работать в широком диапазоне температур и имеют быстрое время отклика.

Термопары изготавливаются путем соединения двух разнородных металлических проводов.Это вызывает эффект Зеебека. Эффект Зеебека — это явление, при котором разница температур двух разнородных проводников создает разницу напряжений между двумя веществами. ¹ Именно эту разность напряжений можно измерить и использовать для расчета температуры.

Существует несколько типов термопар, которые изготавливаются из различных материалов, что позволяет использовать их в разных температурных диапазонах и с разной чувствительностью. Различные типы различаются обозначенными буквами.Чаще всего используется тип К. В таблице 1 приведены характеристики нескольких распространенных типов термопар.

Таблица 1. Типы и характеристики термопар (адаптировано из «Учебного пособия 6500 Учебное пособие по датчику температуры») ²

Некоторые недостатки термопар включают тот факт, что измерение температуры может быть затруднено из-за их небольшого выходного напряжения, которое требует точного усиления, восприимчивости к внешним шумам из-за длинных проводов и холодного спая.Холодный спай — это место, где провода термопары встречаются с медными дорожками сигнальной цепи. Это создает еще один эффект Зеебека, который необходимо компенсировать так называемой компенсацией холодного спая.

Maxim Integrated предлагает термопары с цифровым выходом, такие как MAX31855 и MAX31856. Эти устройства помогают в формировании сигнала за счет включения аналого-цифрового преобразователя (АЦП) с высоким разрешением, прецизионного каскада усиления с низким уровнем шума и датчика компенсации холодного спая. Эти устройства помогают разработчикам схем термопар, предлагая точные решения для преобразования сигналов в небольшом корпусе.Они работают со многими популярными типами термопар.

RTD (датчик температуры сопротивления)

При изменении температуры изменяется и сопротивление любого металла. Эта разница в сопротивлении — это то, на чем основаны датчики температуры RTD. RTD — это резистор с четко определенными характеристиками зависимости сопротивления от температуры. Платина — наиболее распространенный и точный материал, используемый для изготовления термометров сопротивления.

Рис. 1. Двух-, трех- и четырехпроводные РДТ ²

Platinum RTD также называют PRTD.Они часто доступны с сопротивлением 100 Ом и 1000 Ом при 0 ° C. Они обозначаются как PT100 и PT1000 соответственно.

используются потому, что они обеспечивают почти линейный отклик на изменения температуры, они стабильны и точны, они обеспечивают повторяемые отклики и имеют широкий температурный диапазон. RTD часто используются в точных приложениях из-за их точности и повторяемости.

обычно имеют более высокую тепловую массу и поэтому медленнее реагируют на изменения температуры, чем термопары.Согласование сигнала важно в RTD. Они также требуют, чтобы ток возбуждения проходил через RTD. Если этот ток известен, можно рассчитать сопротивление.

Конфигурации включают двух-, трех- и четырехпроводные варианты. Двухпроводной вариант полезен, когда длина выводов достаточно мала и сопротивление не оказывает существенного влияния на точность измерения. Трехпроводная схема добавляет датчик RTD, по которому течет ток возбуждения. Это позволяет снизить сопротивление провода. Четырехпроводная схема является наиболее точной, поскольку отдельные силовые и измерительные провода устраняют влияние сопротивления проводов.На рисунке 1 показаны примеры двух-, трех- и четырехпроводных конфигураций RTD. MAX31865 предлагает специальную схему преобразования сигнала RTD для каждой конфигурации с 15-битным разрешением и предлагает решение для ускорения разработки как PT100, так и PT1000 RTD.

Рис. 2. Типовой интерфейс термистора ²

Термисторы

похожи на термометры сопротивления в том, что изменения температуры вызывают измеримые изменения сопротивления. Термисторы обычно изготавливают из полимерного или керамического материала.В большинстве случаев термисторы дешевле, но они менее точны, чем термометры сопротивления. Большинство термисторов доступны в двухпроводной конфигурации.

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) — это наиболее часто используемый термистор для измерения температуры. Сопротивление термистора NTC уменьшается с увеличением температуры. Термисторы имеют нелинейную зависимость температурного сопротивления. Это требует значительной коррекции для правильной интерпретации данных. Обычный подход к использованию термистора, показанный на рисунке 2, заключается в том, что термистор и резистор фиксированного значения образуют делитель напряжения с выходом, который оцифровывается АЦП.

ИС на основе полупроводников

Микросхемы датчиков температуры на основе полупроводников бывают двух разных типов: локальный датчик температуры и удаленный цифровой датчик температуры. Локальные датчики температуры — это ИС, которые измеряют температуру собственного кристалла, используя физические свойства транзистора. Дистанционные цифровые датчики температуры измеряют температуру внешнего транзистора.

Локальные датчики температуры могут использовать аналоговые или цифровые выходы. Аналоговые выходы могут иметь напряжение или ток, в то время как цифровые выходы могут отображаться в нескольких форматах, таких как I²C, SMBus, 1-Wire® и последовательный периферийный интерфейс (SPI).Локальные датчики температуры измеряют температуру на печатных платах или окружающем воздухе вокруг них. MAX31875 — это чрезвычайно маленький локальный датчик температуры, который можно использовать в нескольких приложениях, включая приложения с батарейным питанием.

Выносные цифровые датчики температуры работают как местные датчики температуры, используя физические свойства транзистора. Разница в том, что транзистор расположен подальше от сенсорной микросхемы. Некоторые микропроцессоры и ПЛИС включают биполярный чувствительный транзистор для измерения температуры кристалла целевой ИС.

Сводка

Термопары, RTD, термисторы и ИС на основе полупроводников являются основными типами датчиков температуры, используемых сегодня. Термопары недороги, долговечны и могут измерять широкий диапазон температур. RTD предлагают широкий диапазон измерений температуры (хотя и меньше, чем термопары) и обеспечивают точные и повторяемые измерения, но они медленнее, требуют тока возбуждения и требуют согласования сигнала. Термисторы прочные и маленькие, но они менее точны, чем термометры сопротивления, и требуют дополнительных корректировок данных для интерпретации температуры.ИС на основе полупроводников легко поддаются имплантации и могут поставляться в очень маленьких корпусах, но имеют ограниченный температурный диапазон.

Хотя доступны и другие варианты датчиков температуры, четыре варианта, обсуждаемые в этом блоге, дадут большинству дизайнеров решение, которое подойдет для их приложения.

Артикул:

1 — «Что такое эффект Зеебека? — Определение с сайта WhatIs.com ». SearchNetworking , TechTarget, поисковая сеть.techtarget.com/definition/Seebeck-effect.

2 — Р. Николетти, «Учебное пособие. Учебное пособие по датчику температуры 6500», Maxim Integrated. https://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/Temp-Sensor-Tutorial.pdf

Об авторе

Как выбрать и использовать правильный датчик температуры

Вернуться на предыдущую страницу

Введение

Я занимался разработкой, производством и применением датчиков температуры в течение двадцати лет. Я провел несколько обучающих семинаров по датчикам температуры. После длинных объяснений того, как сконструированы и используются резистивные датчики температуры (RTD) и термопары, люди обычно задают вопрос: «Хорошо, а как мне определить, какой датчик использовать в моем приложении?».Настоящая статья призвана ответить на этот вопрос.

После краткого обзора конструкции и использования RTD и термопар для измерения температуры мы обсудим, что отличает эти датчики друг от друга. Мы обсудим темы температурного диапазона, допусков, точности, взаимозаменяемости, а также относительные сильные и слабые стороны каждого типа. Изучив эти темы, вы лучше поймете, когда следует использовать каждый тип датчика и почему.

Обзор основ RTD и термопар

RTD:

содержат чувствительный элемент, представляющий собой электрический резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Это изменение сопротивления хорошо известно и может повторяться. Чувствительный элемент в RTD обычно содержит либо катушку с проводом, либо сетку из проводящей пленки, в которой вырезан рисунок проводника (см. Рисунок 1). Удлинители прикрепляются к чувствительному элементу, поэтому его электрическое сопротивление можно измерить на некотором расстоянии.Затем чувствительный элемент упаковывается, чтобы его можно было разместить в процессе, где он достигнет той же температуры, которая существует в процессе (см. Рисунок 2).

Термопары:

содержат два электрических проводника, изготовленных из разных материалов, которые соединены одним концом. Конец проводов, который будет подвергаться воздействию технологической температуры, называется измерительным переходом. Точка, в которой заканчиваются проводники термопары (обычно там, где проводники подключаются к измерительному устройству), называется опорным спаем (см. Рисунок 3).

Когда измерительный и эталонный спая термопары находятся при разных температурах, внутри проводников образуется милливольтный потенциал. Знание типа используемой термопары, величины милливольтного потенциала внутри термопары и температуры эталонного спая позволяет пользователю определять температуру на измерительном спай.

Милливольтный потенциал, создаваемый проводниками термопары, различается в зависимости от используемых материалов.Некоторые материалы делают термопары лучше, чем другие, потому что милливольтные потенциалы, создаваемые этими материалами, более воспроизводимы и хорошо известны. Этим термопарам присвоены определенные обозначения типа, такие как Тип E, J, K, N, T, B, R и S. Различия между этими типами термопар будут объяснены ниже.

Ограничения температуры для RTD и термопар:

Материалы, используемые в RTD и термопарах, имеют температурные ограничения, которые могут быть важным фактором при их использовании.

RTD

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

Чувствительный элемент в RTD обычно содержит платиновый провод или пленку, керамический корпус и керамический цемент или стекло для герметизации чувствительного элемента и поддержки провода элемента.Обычно платиновые чувствительные элементы могут подвергаться воздействию температур примерно до 1200 ° F. Также можно использовать другие материалы, такие как никель, медь и сплав никель / железо, однако их полезные температурные диапазоны несколько ниже, чем для платины. Температуры использования для всех этих материалов показаны в Таблице 1.

Провода, соединяющие чувствительный элемент с контрольно-измерительными приборами, обычно изготавливаются из таких материалов, как никель, никелевые сплавы, луженая медь, посеребренная медь или никелированная медь.Используемая изоляция провода также напрямую влияет на температуру, которой может подвергаться RTD. В таблице 2 представлены обычно используемые провода и изоляционные материалы, а также их максимальные температуры использования.

Размещение чувствительного элемента в технологическом процессе также требует использования материалов.Наиболее распространенная компоновка заключается в помещении резистора и присоединенных проводов в металлическую трубку с закрытым концом, заполнение трубки материалом для гашения вибрации и / или теплопередачи, например керамическим порошком, и герметизация открытого конца трубки эпоксидной смолой или керамический цемент. Металлические трубки, которые чаще всего используются в RTD, изготовлены из нержавеющей стали (используется при температуре около 900 ° F) или инконеля (используется до температуры около 1200 ° F). Используемые материалы для гашения вибрации / теплопередачи широко различаются по температурному диапазону.Эти материалы выбираются производителем для обеспечения оптимальных характеристик в зависимости от максимальной температуры, ожидаемой при использовании. Эпоксидные герметики обычно никогда не используются при температуре выше 400-500 ° F. Керамический цемент может подвергаться воздействию температур 2000 ° F и более, но для этого требуются герметики, чтобы не допустить попадания влаги в цемент и материал, поглощающий вибрацию / теплопередачу под ним.

Материалом платинового RTD с наименьшими температурами обычно являются провод и изоляция, используемые для подключения чувствительного элемента к приборам.Производители обычно предлагают две конструкции: низкотемпературную и высокотемпературную. В низкотемпературных конструкциях используется никелированная или посеребренная медная проволока с тефлоновой изоляцией и эпоксидное уплотнение. Эта конструкция обычно ограничивается температурой от 400 до 500 ° F.

В высокотемпературных конструкциях обычно используются никелированная медная проволока с изоляцией из стекловолокна и керамический цемент с максимальной температурой от 900 ° F до 1200 ° F. Некоторые производители также предлагают линейку RTD, в которых используется проволока из никеля или никелевого сплава с керамической изоляцией для работы при температуре до 1200 ° F.

Термопары:

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

Термопары типа E, J, K, N и T известны как термопары из недрагоценных металлов, потому что они сделаны из обычных материалов, таких как медь, никель, алюминий, железо, хром и кремний. Каждый тип термопары имеет предпочтительные условия использования, например, использование голых термопар типа J (железо / константан) обычно ограничено максимальной температурой 1000 ° F и не рекомендуется для использования в окислительной или сернистой атмосфере из-за разрушения железа. дирижер.Термопары типа T без оболочки (медь / константан) не используются при температуре выше 700 ° F из-за износа медного проводника. Температурные диапазоны для этих типов термопар включены в Таблицу 3, а дополнительная информация о применении — в Таблице 4.

типа R, S и B известны как термопары из благородных металлов, потому что они сделаны из платины и родия. Эти термопары используются в приложениях, которые превосходят возможности термопар из недрагоценных металлов. Термопары типов R и S рассчитаны на использование при температурах от 1000 ° F до 2700 ° F, а термопары типа B рассчитаны на использование от 1000 ° F до 3100 ° F.Если ожидается длительное воздействие при температурах выше 2500 ° F, разумно указать термопары типа B для увеличения срока службы термопар. В термопарах типа R&S может наблюдаться значительный рост зерна, если они удерживаются около их верхнего предела использования в течение длительных периодов времени.

Поскольку термопары не имеют чувствительных элементов, они не содержат многих материалов для ограничения температуры, которые есть в RTD. Термопары обычно конструируются с использованием неизолированных проводников, которые затем изолируются спрессованным керамическим порошком или формованными керамическими изоляторами.Такая конструкция позволяет использовать термопары при гораздо более высоких температурах, чем термометры сопротивления.

Допуск, точность и взаимозаменяемость:

Допуск и точность — это наиболее неправильно понимаемые термины при измерении температуры. Термин толерантность относится к определенному требованию, которое обычно составляет плюс или минус некоторая сумма. С другой стороны, точность относится к бесконечному количеству допусков в указанном диапазоне.

Например, RTD содержат чувствительный элемент, который изготовлен с определенным электрическим сопротивлением при определенной температуре.Самый распространенный пример этого требования — так называемый стандарт DIN. Чтобы соответствовать требованиям стандарта DIN, RTD должен иметь сопротивление 100 Ом — 0,12% (или 0,12 Ом) при 32 ° F (0 ° C), чтобы считаться датчиком класса B (датчик класса A имеет сопротивление 100 Ом. — 0,06%). Допуск — 0,12 Ом применяется только к сопротивлению при 32 ° F и не может применяться к любой другой температуре. Многие поставщики предоставят таблицу взаимозаменяемости для

Таблица 4: Информация о применении термопары

RTD, которые предоставляют пользователю таблицу допусков при определенных температурах (см. Таблицу 5):

С другой стороны, термопары специфицированы иначе, чем термометры сопротивления, потому что они изготавливаются по-другому.В отличие от чувствительного элемента в RTD, милливольтный потенциал, генерируемый термопарой, является функцией состава материала и металлургической структуры проводников. Следовательно, термопарам не присваивается значение при определенной температуре, а задаются пределы погрешности, которые охватывают весь температурный диапазон.

Эти пределы, присвоенные термопарам, известны как стандартные или специальные пределы погрешности. Таблица 3 содержит стандартные и специальные пределы погрешностей для каждого стандартного типа термопары.Следует отметить, что пределы значений погрешности, перечисленные в таблице 3, относятся к новым термопарам перед использованием. Когда термопары подвергаются воздействию технологических условий, изменения в проводниках термопары могут привести к увеличению ошибок. Пользователям рекомендуется периодически выполнять тесты для определения состояния термопар, используемых в приложениях с высокой надежностью или высокой точностью.

Сильные и слабые стороны

У каждого типа датчика температуры есть свои сильные и слабые стороны.

RTD Сильные стороны:

обычно используются в приложениях, где важны повторяемость и точность. Правильно сконструированные платиновые термометры сопротивления имеют очень стабильные характеристики сопротивления в зависимости от температуры с течением времени. Если процесс будет выполняться при определенной температуре, удельное сопротивление RTD при этой температуре может быть определено в лаборатории, и оно не будет существенно меняться с течением времени. RTD также допускают более легкую взаимозаменяемость, поскольку их первоначальная вариация намного ниже, чем у термопар.Например, термопара типа K, используемая при 400 ° F, имеет стандартный предел погрешности — 4 ° F. Платиновый RTD стандарта DIN 100 Ом класса B имеет взаимозаменяемость — 2,2 ° F при той же температуре. RTD также могут использоваться со стандартным измерительным кабелем для подключения к дисплею или контрольному оборудованию, где термопары должны иметь соответствующий провод термопары для получения точных измерений.

Слабые стороны RTD:

В той же конфигурации вы можете рассчитывать заплатить от 4 до 10 раз больше за RTD, чем за термопару из недрагоценных металлов.RTD дороже, чем термопары, потому что для его изготовления требуется более сложная конструкция, включая изготовление чувствительного элемента, подключение удлинительных проводов и сборку датчика. RTD не работают так же хорошо, как термопары в условиях сильной вибрации и механических ударов из-за конструкции чувствительного элемента. RTD также ограничены по температуре примерно до 1200 ° F, а термопары могут использоваться до 3100 ° F

Прочность термопары:

можно использовать при температурах до 3100 ° F, как правило, они стоят меньше, чем RTD, и их можно сделать меньше по размеру (примерно до 30 ° C).020 дюймов в диаметре), чтобы обеспечить более быструю реакцию на температуру. Термопары также более долговечны, чем RTD, и поэтому могут использоваться в приложениях с высокой вибрацией и ударами.

Слабые стороны термопары:

менее стабильны, чем термометры сопротивления, при воздействии умеренных или высоких температур. В критических случаях применения термопары следует снимать и испытывать в контролируемых условиях, чтобы проверить работоспособность. Удлинительный провод термопары должен использоваться для подключения датчиков термопары к прибору термопар или контрольному оборудованию.Использование измерительного провода (покрытого медью) приведет к ошибкам при изменении температуры окружающей среды.

Резюме:

И термопары, и термометры сопротивления являются полезными приборами для определения температуры процесса. RTD обеспечивает более высокую точность, чем термопары в своем температурном диапазоне, поскольку платина является более стабильным материалом, чем большинство материалов для термопар. В RTD также используется стандартный измерительный провод для подключения к измерительному или контрольному оборудованию.

, как правило, дешевле, чем термометры сопротивления, они более долговечны в условиях сильной вибрации или механических ударов и могут использоваться при более высоких температурах.Термопары могут быть меньше по размеру, чем большинство RTD, чтобы их можно было подобрать для конкретного применения.

| RTD | Термопары

Датчики температуры измеряют температуру рабочей нагрузки и переменных процесса в промышленном оборудовании и обрабатывающей промышленности. Для оборудования, которое зависит от надлежащего нагрева или охлаждения, датчики температуры помогают контролировать и отслеживать температурные условия для обеспечения успешной работы.

Durex Industries занимается разработкой и производством стандартных и специально разработанных датчиков температуры для термопар, резистивных датчиков температуры (RTD) или термисторов уже более 40 лет.

Промышленные датчики температуры

Промышленные датчики температуры — ключевой компонент в обеспечении оптимальной работы оборудования и управления процессами. Следовательно, необходим правильный выбор датчика, который наилучшим образом соответствует требованиям к применению и производительности.

Нужна помощь в выборе типа датчика температуры для вашего применения, см. Наше руководство по выбору элемента датчика температуры .

Там, где требуется контактное определение твердых материалов, жидкостей и газов, датчики температуры Durex часто используются в следующих отраслях промышленности:

• Пластмассы
• Промышленная переработка
• Еда и напитки
• Аэрокосмическая промышленность
• Медицина и фармацевтика
• Внедорожная техника / транспорт
• Энергетика
• Полупроводники
• Производство стали

Выбор лучших датчиков температуры для вашего приложения

Durex Industries предлагает широкий выбор датчиков температуры.Учитывайте эти факторы при выборе подходящего датчика температуры для вашего приложения.

• Условия эксплуатации (температура, давление и т. Д.)
• Температурный диапазон применения
• Расположение датчика
• Совместимость материалов
• Требуется повторяемость
• Требуемая точность
• Требуется долгосрочная стабильность
• Физический размер
• Восприимчивость к электрическому шуму
• Время отклика
• Чувствителен к небольшим перепадам температуры

Выбор наилучшего элемента датчика температуры и сборки имеет решающее значение для тепловой точности и производительности промышленного оборудования, аналитических приборов и медицинских устройств.В процессе проектирования необходимо оценить рабочую среду, диапазон температур, расположение датчика, совместимость материалов и другие переменные.

Durex помогает клиентам выбрать лучший сенсорный элемент для своего применения, а затем проектирует сенсорные сборки, которые оптимизируют работу сенсорного элемента.

Загрузить Руководство по выбору элемента датчика температуры

Свяжитесь с Durex Industries для получения заказных датчиков температуры

Как ведущий производитель датчиков температуры, Durex Industries предлагает высококачественные датчики температуры, отвечающие всем вашим требованиям.