Принцип работы термодатчика: Температурные датчики – принцип работы, виды термисторов, термопара на схеме — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Как работает датчик температуры?

Датчик температуры – довольно маленький, но очень важный. В первую очередь на его показатели водители обращаются внимание зимой. Как работают датчики температуры двигателя, где они находятся и можно ли их чинить – это нужно знать каждому автовладельцу.

Как работает датчик температуры двигателя?

Как и во многих подобных устройствах, принцип работы основан на свойствах некоторых материалов менять свое сопротивление при нагревании. Поэтому датчики температуры охлаждающей жидкости представляют собой корпус из цветного металла, легко проводящего тепло, и термистора, который плотно прижат к внешней оболочке. Сигнал передается по проводам либо на термометр на передней панели, либо напрямую в блок управления.

Датчики температуры двигателя погружаются в антифриз. Когда охлаждающая жидкость нагревается, то нагревается и датчик. При этом повышается и сопротивление термистора. Блок управления посылает на термистор сигнал, измеряет напряжение вернувшегося сигнала. Результат измерения сравнивается с эталонной таблицей в памяти устройства, и на экран выводится температура двигателя.

Виды датчиков, контролирующих температуру охлаждающей жидкости

Встречаются датчики температуры двигателя в двух исполнениях:

Цифровом.
Механическом.

Цифровые – современные устройства, работающие в тандеме с электронным блоком управления. У них нет отдельного табло для вывода результатов – их регистрирует и обрабатывает сам блок. Поэтому такие датчики температуры представляют собой капсулу из металла и провода.

Механические используют в старых моделях авто. Показания у них выводятся на обычный термометр.

Расположение термодатчиков

Датчики температуры двигателя размещаются как можно ближе к цилиндрам. Чаще всего они либо входят в комплект автомобильного термостата, либо устанавливаются в выпускном коллекторе.

Диагностика датчиков температуры автомобиля

Любое устройство имеет свойство ломаться. Датчики температуры охлаждающей жидкости не исключение. Периодически их нужно проверять и менять.

Возможные неисправности

Чаще всего датчики температуры могут ломаться из-за:

физических повреждений – сорвалась резьба, треснул корпус, сгорел термистор;
проблем с электрической частью – короткое замыкание, обрыв проводов;
нехватки антифриза.

Проблемы с датчиком можно определить по работе двигателя и неправильным показаниям. Если есть сомнения в работе – его нужно снять и протестировать. Для этого датчик погружают в антифриз, нагревают и в процессе замеряют сопротивление. Если результаты опыта отличаются от эталона – датчик неисправен.

Если датчик температуры охлаждающей жидкости неисправен. Последствия

Проблемы с устройством обязательно скажутся на двигателе. Если в старых моделях этим можно было пренебречь – ну не работает термометр, и ладно, то в новых так не получится. Блок управления, опираясь на неправильные данные датчика, будет плохо выполнять свою работу. В результате двигатель может сбоить, не запускаться, топливо будет сгорать не полностью. Итоги могут быть печальны – износ деталей, нагар в цилиндрах, ремонт.

Датчики температуры двигателя – маленькие детали одного большого устройства. Но без них пришлось бы тяжело. Недаром они используются уже очень давно. За исправностью работы этих устройств лучше следить внимательно, периодически их тестировать и вовремя менять.

Принцип работы датчиков температуры

MaxPlant

Опубликовано 22.05.2016

Принцип работы

Термометры сопротивления (терморезисторы, термосопротивления)

Термометр сопротивления (Resistance Thermometer) — датчик для измерения температуры, принцип действия которого основан на зависимости электрического сопротивления от температуры.

Термосопротивления могут быть металлические (платина, никель, медь) или полупроводниковые.

Для большинства металлов температурный коэффициент сопротивления положителен — их сопротивление растёт с ростом температуры. Для полупроводников без примесей он отрицателен — их сопротивление с ростом температуры падает.

Термисторы

Термисторы – это полупроводниковые термосопротивления с большим температурным коэффициентом.

PTC-термисторы (Positive Temperature Coefficient), обладают свойством резко увеличивать свое сопротивление, когда достигнута заданная температура – широко используются для защиты двигателей
NTC-термисторы (Negative Temperature Coefficient), обладают свойством резко уменьшать свое сопротивление при достижении заданной температуры

PT100, PT1000

Платиновые термометры сопротивления (Platinum Resistance Thermometers) обладают высокой стойкостью к окислению и большой точностью измерения.

KTY

Кремниевые терморезисторы с положительным коэффициентом сопротивления, отличаются высокой линейностью характеристики, высоким быстродействием, надёжной твёрдотельной конструкцией и небольшой стоимостью.

Схемы включения термосопротивления в измерительную цепь

2-х проводная схема используется там, где не требуется высокой точности, так как сопротивление присоединительных проводов суммируется с измеренным сопротивлением, что приводит к появлению дополнительной погрешности
3-х проводная схема обеспечивает значительно более точные измерения, т.к. появляется возможность измерить сопротивление подводящих проводов и вычесть его из суммарного измеренного сопротивления
4-х проводная схема — наиболее точная схема, обеспечивает полное исключение влияния подводящих проводов

Сравнение термометров сопротивления с термопарами

Преимущества:

выше точность и стабильность
можно исключить влияние сопротивления присоединительных проводов на результат измерения при использовании 3-х или 4-х проводной схемы измерений

практически линейная характеристика
не требуется компенсация холодного спая

Недостатки:

малый диапазон измерений
не могут измерять высокую температуру.

Термопары

Термопара (Thermocouple) — это два проводника из разных металлов, спаянные в одной точке. Эта точка измерения температуры называется — рабочий спай. Свободные концы называются холодным спаем. Если рабочий спай нагреть относительно холодного спая, то между свободными концами возникает напряжение (термо-ЭДС), пропорциональное разности температур.

Так как с помощью термопары всегда измеряется разность температур, то, чтобы определить температуру точки измерения, свободные концы у холодного спая должны содержаться при известной неизменной температуре.

Подключение к ПЛК

Холодные концы подключаются (непосредственно или с помощью компенсационных проводов, которые должны быть выполнены из тех же металлов, что и термопара) к клеммам соответствующего аналогового входа (с соблюдением полярности!) промышленного контроллера, который программно выполняет компенсацию температуры холодного спая и рассчитывает температуру в точке измерения.

При внутренней компенсации контроллер использует температуру модуля, к которому подключена термопара. При более точной внешней компенсации эталонная температура холодного спая измеряется с помощью дополнительного термометра сопротивления, который подключается к специальному входу контроллера.

Типы термопар

K: хромель-алюмель
J: железо-константан
S, R: платина-платина/родий и др.

Термопары отличаются диапазоном измеряемых температур и погрешностью измерений.

Преимущества термопар

Большой температурный диапазон измерения
Измерение высоких температур.

Недостатки

Невысокая точность
Необходимость вносить поправку на температуру холодного конца.

Термостаты

Термостат (Thermostat) – это регулятор, который поддерживает постоянную температуру воздуха или жидкости в системах отопления, кондиционирования и охлаждения.

Как выбрать

Измеряемая среда

Измеряемая среда (выхлопные газы, морская вода, бензин и т.п.)
Диапазон рабочих температур измеряемой среды
Давление измеряемой среды
Скорость потока измеряемой среды.

Окружающая среда

Температура окружающей среды
Влажность
Наличие агрессивных сред

Взрывоопасная зона.

Первичный преобразователь

Чувствительный элемент (сенсор)

Тип датчика:

термосопротивление (Pt, Ni.)
термопара

Класс точности.

Способ монтажа защитной арматуры в резервуары и трубопроводы:

фланцевый (размер)
резьбовой (шаг)
приварной
асептическое (гигиеническое) присоединение.

Схема электрического подключения для терморезистора:

2-х проводная
3-х проводная
4-х проводная.

Защитная трубка (гильза)

Материал
Длина погружаемой части датчика
Диаметр
Гигиеническая конструкция.

Соединительные кабели:

Длина
Материал.

Соединительная головка:

Степень защиты корпуса
Материал (алюминий, нержавеющая сталь, пластик)
Тип кабельного ввода
Материал электрических контактов (позолоченные).

Преобразователь

Тип преобразователя:

встраиваемый в соединительную головку (Head)
для монтажа на DIN-рейку
для полевой установки на кронштейне, с индикатором

Тип подключаемого датчика:

термосопротивление
термопара
универсальный

Количество подключаемых датчиков к одному преобразователю
Вычисление (при подключении нескольких датчиков)

среднего значения
разности температур

Схема электрического подключения:

2-х проводная
3-х проводная
4-х проводная

Точность измерения
Повторяемость измерения
Цикл измерения
Единицы измерения
Характеристика:

линейная
программируемая

Смещение нулевой точки
Контроль:

обрыва линии
короткого замыкания

Питание

Выходной сигнал:

токовый 4. .20мА

гальваническая изоляция
сигнал ошибки
защита от обратной полярности

HART
PROFIBUS PA
Foundation Fieldbus.

Датчики давления

Датчики приближения

Датчики температуры

: типы, принципы работы и области применения

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

Датчики температуры предназначены для регулярного контроля бетонных конструкций, мостов, железнодорожных путей, грунта и т.д.

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

Что такое датчики температуры?

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

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

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

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

Что делают датчики температуры?

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

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

Каковы функции датчика температуры?

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

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

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

Как работает датчик температуры?

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

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

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

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

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

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

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

f = 1/2 [σg/ρ] / 2l Гц :

σ = натяжение проволоки

g = ускорение свободного падения

ρ = плотность провода

l = длина провода

Какие существуют типы датчиков температуры?

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

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

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

Контактные и бесконтактные датчики температуры подразделяются на:

Термостаты

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

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

Термисторы

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

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

Резистивные датчики температуры (RTD)

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

Термопары

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

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

При воздействии температуры на переходе возникает падение напряжения.

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

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

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

Полупроводниковые датчики

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

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

Датчик температуры с вибрационным проводом, модель ETT-10V

Измеритель температуры Encardio Rite с вибропроводом модели ETT-10V используется для измерения внутренней температуры бетонных конструкций или воды. Он имеет разрешение лучше 0,1 ° C и работает аналогично датчику температуры термопары. Он также может работать в диапазоне высоких температур от -20 до 80°C.0136 Диапазон от -20° до 80°C Точность ± 0,5 % полной шкалы, стандарт; ± 0,1 % полной шкалы опционально Размеры (Φ x Д) 34 x 168 мм

Датчик термистора сопротивления модели ETT-10TH

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

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

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

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

Как работает термистор сопротивления модели ETT-10TH?

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

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

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

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

Характеристики модели ETT-10TH

90 137 от -20o до 80oC

Тип датчика	Кривая R-T соответствует термистору NTC, эквивалентна YSI 44005
Диапазон
Точность	1oC
Материал корпуса	Луженая медь
Кабель	4-жильный в оболочке из ПВХ

Модель ETT-10PT Термометр сопротивления

9000 3

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

Как работает датчик температуры RTD модели ETT-10PT?

Датчик температуры сопротивления работает по принципу, согласно которому сопротивление датчика является функцией измеряемой температуры. Платиновый RTD имеет очень хорошую точность, линейность, стабильность и воспроизводимость.

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

Технические характеристики термометра сопротивления модели ETT-10PT

Тип датчика	Pt 100
Диапазон	от -20° до 80°C
Точность	± (0,3 + 0,005*t)°C 9013 8
Калибровка	DIN IEC 751
Кривая (европейская)	0,00385 Ом/Ом/oC
Размеры (Φ x Д)	8 x 135 мм
Кабель	3-жильный экранированный

Термопара Encardio Rite

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

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

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

Технические характеристики термопары Encardio Rite

Тип провода	Т-медь-константан
Изоляция провода	Тефлон PFA С
Температура горячего спая	До 260oC (макс.)
Тип разъема Миниатюрный	Стеклонаполненный нейлон
Рабочая температура 9013 8	от -20° до 100°C
Температура холодного спая	Окружающая среда

Где используется датчик температуры?

Области применения датчика температуры включают:

Датчики температуры используются для проверки проектных предположений, которые способствуют более безопасному и экономичному проектированию и строительству.
Используются для измерения повышения температуры в процессе твердения бетона.
Они могут измерять температуру горных пород вблизи резервуаров для хранения сжиженного газа и операций по замораживанию грунта.
Датчики температуры также могут измерять температуру воды в резервуарах и скважинах.
Его можно использовать для интерпретации связанных с температурой изменений напряжения и объема в плотинах.
Их также можно использовать для изучения влияния температуры на другие установленные приборы.

Преимущества датчиков температуры Encardio Rite

Датчик температуры Encardio Rite является точным, недорогим и чрезвычайно надежным.
Они подходят как для поверхностного монтажа, так и для встроенных приложений.
Низкая тепловая масса обеспечивает более быстрое время отклика.
Вибрационный датчик температуры полностью взаимозаменяем; один индикатор может считывать все датчики.
Корпус защищен от непогоды со степенью защиты IP-68.
Они поставляются с легкодоступными индикаторами для прямого отображения температуры.
Датчики температуры обладают отличной линейностью и гистерезисом.
Технология вибрирующей проволоки обеспечивает долговременную стабильность, быстрое и легкое считывание.
Датчики герметизированы электронно-лучевой сваркой с вакуумом около 1/1000 торр внутри.
Они подходят для дистанционного считывания, сканирования и регистрации данных.

Часто задаваемые вопросы
В чем разница между датчиком температуры и преобразователем температуры?
Датчик температуры — это прибор, используемый для измерения степени нагревания или охлаждения объекта, тогда как преобразователь температуры — это устройство, которое сопряжено с датчиком температуры для передачи сигналов на удаленное место в целях контроля и управления.
Это означает, что термопара, RTD или термистор подключены к регистратору данных для получения данных в любом удаленном месте.
Как измеряется температура в бетонной плотине?
За исключением процедуры, принятой во время строительства, наибольший фактор, вызывающий напряжение в массивном бетоне, связан с изменением температуры. Поэтому для анализа развития термических напряжений и контроля искусственного охлаждения необходимо отслеживать изменение температуры бетона во время строительства.
Для этого необходимо точно измерить температуру во многих точках конструкции, в воде и в воздухе. Необходимо встроить достаточное количество датчиков, чтобы получить правильную картину распределения температуры в различных точках конструкции.
Типичная схема большой бетонной плотины заключается в размещении датчиков температуры через каждые 15–20 м по поперечному сечению и через каждые 10 м по высоте. Для небольших плотин расстояние может быть уменьшено. Температурный датчик, помещенный в верхней части плотины, оценивает температуру резервуара, поскольку она меняется в течение года.
Это намного проще, чем время от времени бросать термометр в резервуар для наблюдения. При эксплуатации бетонной плотины суточные и сезонные изменения окружающей среды оказывают разрушительное воздействие на развитие термических напряжений в конструкции. Эффект более заметен на нижней стороне. Рядом с бетонной плотиной и в нижней ее части следует разместить несколько датчиков температуры для оценки быстрых ежедневных и еженедельных колебаний температуры.
Какой датчик температуры самый точный?
Термометр сопротивления — самый точный датчик температуры. Платиновый RTD имеет очень хорошую точность, линейность, стабильность и воспроизводимость по сравнению с термопарами или термисторами.
Что такое термопара?
Термопара — это тип датчика температуры, который используется для измерения внутренней температуры объекта.
Для термопар действуют три закона, как указано ниже:
Закон однородности материала
Если все провода и термопара изготовлены из одного материала, то изменения температуры в проводке не влияют на выходное напряжение. Следовательно, необходимы провода, изготовленные из различных материалов.
Закон промежуточных материалов
Сумма всех термоэлектрических сил в цепи с рядом разнородных материалов при одинаковой температуре равна нулю. Это означает, что если добавить третий материал при той же температуре, новый материал не будет генерировать результирующее напряжение.
Закон последовательных или промежуточных температур
Если два разнородных однородных материала создают термо-ЭДС1, когда их соединения находятся в точках Т1 и Т2, и создают термо-ЭДС2, когда точки соединения находятся в точках Т2 и Т3, то ЭДС возникает, когда точки соединения находятся в точках Т1 и T3 будет emf1 + emf2
Как проверить датчик температуры?
В Encardio Rite у нас есть специализированные камеры для температурных испытаний (с уже известной температурой и системами контроля температуры) для проверки точности и качества наших датчиков температуры.
Это все о датчиках температуры, их различных типах, применениях, использовании, а также принципе работы. Дайте нам знать ваши вопросы в разделе комментариев ниже.
Прямо в Ваш почтовый ящик!
Подпишитесь на нашу ежемесячную рассылку и получите доступ к последним тенденциям в отрасли, идеи и обновления.
Как работает датчик температуры – Robocraze
Как работает датчик температуры — Робобезумие перейти к содержанию
Хотите узнать все тонкости датчиков температуры? Если ответ да! затем ознакомьтесь с этой записью в блоге, в которой рассказывается все о датчиках температуры: от понимания принципа их работы и классификации до изучения инфракрасного излучения и закона Стефана-Больцмана. В этой статье представлен информативный обзор того, как работают эти устройства, и их практического применения.

Когда у нас жар, мы идем к врачу, и врач проверяет нашу температуру с помощью термометра. На основании показаний температуры он дает необходимые дополнительные

инструкции для нас. Если показания слишком высоки или находятся в ненормальном диапазоне, он может дать нам рецепт на лекарство.

В зависимости от показаний температуры врач предпринимает различные действия. Точно так же для обнаружения аномальных показаний температуры для предотвращения опасностей в различных отраслях промышленности (газовый котел, измерение температуры в печи), здравоохранении (мониторинг температуры пациента
), космических применениях (измерение температуры в ракетах) и т. д., контроль температуры имеет принципиальное значение.
Что такое датчик температуры и как он работает?
Датчик температуры представляет собой устройство, которое измеряет температуру или холод и преобразует ее в выходную величину, представляющую собой электрический сигнал.

Принцип работы датчика температуры
Работа датчика температуры зависит от технологии
, по которой он изготовлен. Так, в зависимости от используемой технологии датчики температуры можно разделить на контактные и бесконтактные.

Классификация датчиков температуры
1. Датчики температуры контактного типа
Для измерения температуры поверхность чувствительного элемента датчика температуры должна находиться в физическом контакте с поверхностью объекта. Ниже приведены различные типы:
a. Термистор

Термистор представляет собой датчик температуры, состоящий из полупроводников (сопротивление которых больше, чем у проводящих материалов, но меньше, чем у изоляторов), таких как металлические оксиды, спрессованные в пластины, а затем нарезанные до размера чипа (диска или другой формы). В зависимости от материалов, используемых для их изготовления, кривая сопротивления зависит от температуры. Итак, термистор — это датчик температуры, сопротивление которого меняется при изменении температуры.
Их можно разделить на два класса

Отрицательный температурный коэффициент (NTC)
При повышении температуры сопротивление проводника/датчика уменьшается. Как показано на рисунке выше, чтобы определить, является ли данный датчик NTC или PTC, мы подключаем его к мультиметру с ручкой, переключенной для измерения сопротивления. Когда мы подводим тепло к датчику, температура увеличивается, а показания сопротивления на мультиметре уменьшаются. Таким образом, можно сказать, что данный датчик является НЗ.

Положительный температурный коэффициент (PTC)
При повышении температуры сопротивление проводника/датчика увеличивается.
Примечание.
𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑡 𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒 ‘
𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑇𝑟𝑒𝑓, 𝑢𝑠𝑢𝑎𝑙𝑙 𝑦 20℃ 𝑏𝑢𝑡 𝑠𝑜𝑚𝑒𝑡𝑖𝑚𝑒𝑠 0℃
𝑇 = 𝐶𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑖𝑛 𝑑𝑒𝑔𝑟
𝑇𝑟𝑒𝑓 = 𝑅𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒 𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑓𝑜𝑟 𝑤ℎ𝑖𝑐ℎ α 𝑖𝑠 𝑔𝑖𝑣𝑒𝑛 𝑓𝑜𝑟 𝑡ℎ𝑒 𝑐𝑜 𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟

Приведенная выше формула используется для расчета сопротивления, если задана температура, и наоборот. При взаимодействии этого датчика с микроконтроллером мы используем приведенную выше формулу для определения температуры.

Когда α(температурный коэффициент) положительный, это означает, что датчик температуры PTC

, а когда α отрицательный, это означает, что датчик температуры имеет NTC. Этот метод
вычисляет температуру, предполагая линейную зависимость между температурой и сопротивлением.

Приложение
В автомобильной промышленности для измерения температуры аккумулятора в электромобилях, в холодильниках для контроля температуры.
Примечание. В DHT11 (цифровой датчик влажности и температуры) для измерения температуры используется термистор. Этот датчик очень легко использовать с Arduino, поскольку существует библиотека DHT. Чтобы понять датчики температуры, вы можете попробовать сделать схему и код Arduino с этим датчиком. Практическая реализация даст более глубокое понимание того, как работают датчики температуры.
2. RTD (датчик температуры сопротивления)
RTD — это датчики, сопротивление которых увеличивается с повышением температуры, т. е. температура
, коэффициент α положительный.
RTD могут быть 2-проводными, 3-проводными или 4-проводными. 4-проводные RTD являются наиболее точными. Пример: PT100 (показан на изображении PT1000)
PT100 — это датчик, изготовленный из платинового материала, и 100 Ом — это его сопротивление при 0℃. Точно так же PT1000 изготовлен из платины, а его сопротивление составляет 1000 Ом при 0℃.

Специальность о них
Их сопротивление безупречно линейно в широком рабочем диапазоне и может варьироваться от
-200℃ до 1000℃. Они дают точный и точный результат, но они могут быть дорогими. Пример:
В ракетах для обнаружения высокотемпературных изменений, бытовой электронике и т. д.
Примечание. Для термометров сопротивления и термисторов потребуются дополнительные схемы для измерения температуры, такие как делитель напряжения, мост Уитстона или инструментальный усилитель для точных измерений, чтобы уменьшить опережение. сопротивления и шумоподавления.
3. Термопара
Это устройство для измерения температуры с двумя разнородными проводниками, соединенными вместе в виде соединения. Когда этот переход подвергается воздействию тепла, ЭДС генерируется на концевых клеммах (так называемый эффект Зеебека). Эта генерируемая ЭДС используется для расчета температуры на переходе. На рисунке ниже показана термопара типа K
На рисунке ниже показаны различные типы термопар и их температурный диапазон

Применение
Используется в бытовой технике, ракетах и т. д. Преимущества:
Для очень высокотемпературных применений они имеют быстрое время отклика и т. д. Недостатки:
Нелинейность, очень низкая стабильность.
4. Термостат
Он состоит из биметаллической пластины (полосы, изготовленной из двух разных металлов с разными коэффициентами расширения), закрепленной на одном конце и свободно перемещаемой на другом конце, как показано на рисунке ниже. Когда полоса подвергается нагреву, она движется/изгибается в сторону металла с низким коэффициентом расширения. Таким образом, этот изгиб перемещает указатель и дает показание температуры.

Применение
Используется в обогревателях, печах, кондиционерах и т. д.
ИС датчиков состоит в том, что они состоят из датчика температуры, аналога цифровой преобразователь и может быть напрямую подключен к микроконтроллеру.

Рабочий диапазон составляет от -55℃ до +150℃.
Пример: LM35 И DS1621 (ИС цифрового датчика температуры).
2. Датчики температуры бесконтактного типа
Возможно, вы сталкивались с такими типами датчиков температуры, в которых мы получаем показания температуры, просто нажимая на курок/кнопку сканера температуры. Итак, вот что происходит: датчик измеряет температуру с помощью излучений, испускаемых источником.

Инфракрасное излучение

Во всех объектах движутся атомы (поскольку объекты не находятся при температуре абсолютного нуля). Скорость движения этих атомов зависит от температуры объекта. Когда эти атомы движутся, они излучают энергию в виде инфракрасного излучения.
Мы не можем видеть это излучение, потому что частота этих излучений не лежит в диапазоне видимого света, хотя мы можем ощущать это инфракрасное излучение в виде тепла.
Например, когда мы подходим к костру, мы чувствуем жар. Это происходит из-за инфракрасного излучения, излучаемого огнем.
Итак, любой объект, температура которого выше абсолютного нуля, излучает излучение в зависимости от температуры. Это помогает нам рассчитать температуру, анализируя свет, излучаемый объектом. 94
𝑃 = 𝑁𝑒𝑡 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑡𝑒𝑑 𝑝𝑜𝑤𝑒𝑟, 𝑒 = 𝐸𝑚𝑖𝑠𝑠𝑖 𝑣𝑖𝑡𝑦, 𝐴 = 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔 𝑎𝑟𝑒𝑎, 𝑇 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 𝑒 𝑜𝑓 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑡𝑜𝑟 σ = 𝑆𝑡𝑒𝑓𝑎𝑛 − 𝐵𝑜𝑙𝑡𝑧𝑚𝑎𝑛𝑛 𝑐𝑜 𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡
Примеры: термобатарея, тепловизор, ИК-пирометр и т. д. Как показано выше изображение.

Заключение
В этом сообщении блога мы узнали, что датчики температуры являются важным компонентом современных технологий, и понимание принципа их работы имеет решающее значение в различных областях, классификации датчиков температуры и применении метода Стефана. Закон Больцмана в инфракрасном излучении делает их универсальными инструментами. Являетесь ли вы инженером или просто любознательным человеком, знания, полученные при изучении датчиков температуры, помогут вам оценить сложность и красоту окружающего нас мира. Итак, в следующий раз, когда вы будете использовать датчик температуры, помните о невероятной науке, благодаря которой он работает!

Если вам нравится наша работа, не забудьте поделиться этим постом и оставить свое мнение в поле для комментариев.

Пожалуйста, ознакомьтесь с другими статьями блога о популярной электронике

Обязательно ознакомьтесь с нашим широким ассортиментом продуктов и коллекций (мы предлагаем интересные предложения!)
9 0002 — Робокрейз —
21 июня 2022 г.
Robocraze — самый надежный в Индии магазин робототехники и товаров для дома. Мы стремимся способствовать росту знаний в области встроенных систем, Интернета вещей и автоматизации.
Часто задаваемые вопросы
1. Как работает датчик температуры?
Датчик температуры — это устройство с непревзойденными возможностями, способное обнаруживать и измерять самые неуловимые физические свойства — температуру. Благодаря волшебству преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, он направляет энергию элементов, чтобы предоставить проницательному пользователю настоящий праздник данных. Будь то регулирование температуры бытовых приборов или оптимизация промышленных процессов, датчик температуры является важным инструментом для достижения максимальной производительности и безопасности.
2. Каковы преимущества датчика температуры?
Температурные датчики имеют неоспоримое преимущество, поскольку обладают замечательной способностью точно измерять температуру в различных условиях. Кроме того, их компактные размеры и минимальное энергопотребление делают их совместимыми с широким спектром устройств и систем. Данные о температуре в режиме реального времени, которые они предлагают, облегчают быстрый и эффективный мониторинг и контроль чувствительных к температуре процессов и оборудования. Их использование может предотвратить повреждение оборудования, снизить потребление энергии и повысить общую эффективность системы.
3. Где используются датчики температуры?
Датчики температуры широко используются во множестве отраслей промышленности, эти чудесные приборы позволяют измерять и контролировать температуру с предельной точностью. От систем HVAC, медицинских устройств и пищевой промышленности до измерения температуры двигателя и выхлопных газов датчики температуры снова и снова доказывают свою ценность. В области мониторинга окружающей среды эти чудеса также помогают отслеживать изменения температуры в атмосфере и водоемах. Без сомнения, датчики температуры стали неотъемлемой частью современного технического прогресса.
Компоненты и расходные материалы
Датчик температуры DHT22
Датчик температуры DHT22
Обычная цена
рупий 269
Цена продажи
рупий 269
Обычная цена
~~рупий 376~~
Цена за единицу товара
/за
Вкл. GST (без скрытых платежей)
Обычная цена
рупий 269
Цена продажи
рупий 269
Обычная цена
~~рупий 376~~
Цена за единицу товара
/за
Вкл. GST (без скрытых платежей)
Модуль датчика влажности и температуры DHT22 (AM2302)
Модуль датчика влажности и температуры DHT22 (AM2302)
Обычная цена
рупий 269
Цена продажи
рупий 269
Обычная цена 907:15
~~рупий 411~~
Цена за единицу товара
/за
Вкл. GST (без скрытых платежей)
Обычная цена
рупий 269
Цена продажи
рупий 269
Обычная цена
~~рупий 411~~
Цена за единицу товара
/за
Вкл. GST (без скрытых платежей)
AM2302 Датчик температуры и влажности
Датчик температуры и влажности AM2302
Обычная цена
рупий 332
Цена продажи
рупий 332
Обычная цена
~~рупий 478~~
Цена за единицу товара
/за
Вкл. GST (без скрытых платежей)
Обычная цена
рупий 332
Цена продажи
рупий 332
Обычная цена
907:25 рупий 478
Цена за единицу товара
/за
Вкл. GST (без скрытых платежей)
BME680 Цифровой модуль датчика влажности, температуры и давления на большой высоте
BME680 Цифровой модуль датчика влажности, температуры, давления, большой высоты
Обычная цена
рупий 1199
Цена продажи
рупий 1199
Обычная цена
~~рупий 1429~~
Цена за единицу товара
/за
Вкл. GST (без скрытых платежей)
Обычная цена
рупий 1199
Цена продажи
рупий 1199
Обычная цена
~~рупий 1429~~
Цена за единицу товара
/за
Вкл. GST (без скрытых платежей)
Вам также может быть интересно прочитать:
— Robocraze —
Умная система мониторинга качества воды
— Робокрейз —
Интеллектуальная система мониторинга предприятия
— Robocraze —
Умная система безопасности
Похожие блоги
МОДУЛЬ РАСПОЗНАВАНИЯ ГОЛОСА
12 мая 2023 г.
Flex Sensor Функциональность и применение
8 мая 2023 г.
Типы датчиков Arduino
и их применение
5 мая 2023 г.
Часто задаваемые вопросы
1. Как работает датчик температуры?
Датчик температуры — это устройство с непревзойденными возможностями, способное обнаруживать и измерять самые неуловимые физические свойства — температуру. Благодаря волшебству преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, он направляет энергию элементов, чтобы предоставить проницательному пользователю настоящий праздник данных. Будь то регулирование температуры бытовых приборов или оптимизация промышленных процессов, датчик температуры является важным инструментом для достижения максимальной производительности и безопасности.
2. Каковы преимущества датчика температуры?
Температурные датчики имеют неоспоримое преимущество, поскольку обладают замечательной способностью точно измерять температуру в различных условиях. Кроме того, их компактные размеры и минимальное энергопотребление делают их совместимыми с широким спектром устройств и систем. Данные о температуре в режиме реального времени, которые они предлагают, облегчают быстрый и эффективный мониторинг и контроль чувствительных к температуре процессов и оборудования. Их использование может предотвратить повреждение оборудования, снизить потребление энергии и повысить общую эффективность системы.
3. Где используются датчики температуры?
Датчики температуры широко используются во множестве отраслей промышленности, эти чудесные приборы позволяют измерять и контролировать температуру с предельной точностью. От систем HVAC, медицинских устройств и пищевой промышленности до измерения температуры двигателя и выхлопных газов датчики температуры снова и снова доказывают свою ценность. В области мониторинга окружающей среды эти чудеса также помогают отслеживать изменения температуры в атмосфере и водоемах. Без сомнения, датчики температуры стали неотъемлемой частью современного технического прогресса.