Электронный термодатчик: Электронный датчик температуры купить дешево

Содержание

Терморегуляторы. Виды и принцип действия. Применение

Для сохранения требующегося уровня температуры в нагревательных системах применяются электрические устройства, называемые терморегуляторы. Все приборы, имеющие в составе электронагревательные элементы, оборудованы электрическими терморегуляторами.

Необходимость и особенности терморегуляторов

Терморегулятор представляет собой электрическое устройство необходимое для автоматического регулирования температуры в охлаждающем и отопительном оборудовании. Они монтируются в системах обогрева, искусственного климата, охлаждающих либо морозильных системах. Широко используются в домашнем хозяйстве в обустройстве теплиц.

Цель работы терморегулятора определяется включением либо выключением нагревательных элементов какого-либо прибора при показателях температуры ниже или выше указанных соответственно. Благодаря работе терморегулирующих устройств, воздух в помещении, вода, поверхности приборов и т.п. имею стабильную температуру.

Работают все терморегуляторы, в каком бы приборе они не находились, по единому принципу. Автоматический регулятор получает данные о температуре из окружающей его среды, благодаря тому, что оснащается встроенным или выносным термодатчиком. Опираясь на полученную информацию, терморегулятор определяет, когда нужно включаться и отключаться. Чтобы исключить сбои в работе устройства, термодатчик надлежит устанавливать в помещении подальше от прямого влияния различного нагревательного оборудования, в противном случае, может возникнуть искажение показателей и, естественно, регулятор будет работать ошибочно.

Классификация терморегуляторов
Принцип работы всех устройств, регулирующих температуру одинаковый, но видов терморегуляторов очень много, и они отличаются по:
  • Назначению:
    — комнатные;
    — погодные.
  • Способу монтажа:
    — стенные;
    — настенные;
    — крепящиеся на DIN рейку.
  • Функциональным возможностям:
    — центральное регулирование;
    — беспроводное регулирование.
  • Способу управления:
    — механические;
    — электромеханические;
    — цифровые (электронные).
Также терморегуляторы отличаются техническими свойствами:
  • Диапазон измерений температуры. Разные модели терморегуляторов в зависимости от модификации поддерживают температуру от -60 до 1200 °С.
  • Количество каналов:
    — одноканальные. Применяются для автоматической регулировки и сохранения температуры объекта на указанном уровне. Отличаются меньшими размерами и весом от многоканальных приборов;
    — многоканальные. Выпускаются для фиксирования температуры серии стандартных термодатчиков. Их используют на производствах, лабораториях, а также в народном хозяйстве.
  • Габаритные размеры:
    — компактные;
    — большие;
    — крупные.
Применение регуляторов и датчиков температуры
Терморегуляторы могут устанавливаться в жилых и промышленных помещениях. В целом можно выделить учитывающие:
  • И контролирующие температуру воздуха в конкретной зоне помещения. Эти приборы относятся к категории комнатных регуляторов. Бывают аналоговые и цифровые.
  • И поддерживающие температуру определённых предметов – это регуляторы для полового отопления.
  • Температуру воздуха снаружи – погодные термостаты.
Регуляторы, которые эксплуатируются в промышленных помещениях, бывают двух видов:
  • Индустриальные пространственные. К этим приборам относятся аналоговые стенные регуляторы, имеющие повышенную защиту.
  • Индустриальные с отдельными датчиками. Это аналоговые приборы с внешними датчиками, которые могут быть настенными или устанавливаться на специальную рейку.
    Датчики могут устанавливаться на стены или в полу дома, в зависимости от их типа и назначения. Встроенные приборы монтируются в монтажную коробку прямо в стену, а приборы накладного типа просто прикрепляют на стену.
Выделяют также несколько видов датчиков по назначению:
  • Датчик температуры пола.
  • Датчик температуры воздуха.
  • Инфракрасный датчик для пола и воздуха.

Датчик, измеряющий температуру воздуха, часто размещают на корпусе терморегулятора. Терморегуляторы с инфракрасными датчиками можно применять для контроля всей системы отопления. Эти датчики отлично подходят для установки в ванные комнаты, душевые, сауны и прочие помещения с повышенной влажностью. Сам регулятор температуры надлежит размещать обязательно в сухом месте, от переизбытка влаги он может повредиться. Правда есть модели, с повышенной герметичностью, и их монтаж в ванную ничем не опасен для них.

Регуляторы для тёплых полов отличаются своим внутренним устройством, это:
  • Цифровые.
  • Аналоговые.

Цифровые устройства имеют хорошую стойкость к разным типам помех, поэтому исключают искажение данных и гарантируют большую точность, чем аналоговые.

Особенности функциональных возможностей электрических регуляторов температуры:
  • Беспроводное регулирование (дистанционное). Рекомендовано применять при дополнительной инсталляции греющих элементов и проведении реконструкций, когда выполнять классическую регулировку невозможно или довольно трудно. Дистанционное управление исключает дополнительные строительно-ремонтные работы при электроинсталляции (к примеру, монтаже кабельной проводки).
  • Устройства программирования. Центральное (классическое) устройство позволяет производить регулирование температуры целого крупного объекта с одной точки. Для программирования регулятора используют компьютер или устройства управления. Также контроль осуществляется с помощью телефонного модема.
Принцип действия, плюсы и минусы

Механический регулятор температур считается простым и практичным устройством. Применяется в нагревательных и охладительных целях. Чаще всего представляет внешнее электроустановочное изделие, предназначенное для внутренней установки в жилые помещения в системы отопления. Внешний вид подобен стандартному запорному крану.

Специфичностью механических терморегуляторов является отсутствие электрической составляющей. Работает аппарат по особому принципу, заключающемуся в свойствах некоторых веществ и материалов менять свои механические качества от изменения температуры.

При изменении температуры до конкретно указанной, происходит разрыв или замыкание электрической цепи, что обуславливает выключение либо включение приборов для нагрева. Требуемый показатель температуры выбирается на шкале прибора путём вращения специального колесика.

Положительные моменты механических термостатов:
  • Надёжность.
  • Устойчивость к перепадам напряжения.
  • Не подвластны сбоям электроники.
  • Работают при отрицательных температурах.
  • Можно эксплуатировать в условиях резких изменений температуры.
  • Простое управление.
  • Длительный срок службы.
Недостатки:
  • Наличие погрешности.
  • Вероятность появления небольших щелчков при подаче напряжения на инфракрасные нагреватели.
  • Низкая функциональность.

Независимо от недостатков, они являются самыми распространёнными и встречаются в организации обогревательных систем чаще других термостатов, благодаря простому управлению и невысокой стоимости.

Эксплуатация электромеханических термостатов

Электромеханические регуляторы температуры используется в различных бытовых электроприборах. Эти изделия бывают двух модификаций:

  • С биметаллической пластиной и группой контактов. Пластина, нагреваясь до определённой температуры, изгибается и размыкает контакты, из-за чего прекращается подача электротока на нагревательную спираль или ТЭН прибора. После остывания пластина прогибается обратно в своё исходное положение, контакты при этом замыкаются, возвращается подача электричества и прибор нагревается. Приборами с этими регуляторами пользуется в повседневной жизни практически каждый человек – это утюги, электроплиты, электрочайники и т. п.
  • С капиллярной трубкой. Изделие состоит из трубки, наполненной газом и помещённой в ёмкость с водой, а также контактов. Принцип действия базируется на особенностях материалов расширяться при определённых температурах. Вещество, находящееся в полой трубке, начинает расширяться при разогреве воды, из-за чего возникает замыкание контакта. После охлаждения воды, контакты размыкаются, а электроприбор начинает разогреваться. Подобными регуляторами чаще всего оснащаются водонагреватели, масляные обогреватели, бойлеры.
Электромеханические терморегуляторы зарекомендовали себя как неприхотливые устройства:
  • Автоматическое включение обогрева.
  • Герметичность.
  • Невысокая цена.
Минусы этих приборов:
  • Низкая функциональность.
  • Сложность добиться высокой точности регулирования.
Специфика электронных терморегуляторов

Электронные устройства очень распространены, они эксплуатируются с многими электрообогревателями. Обычно ими оборудуют общие отопительные системы и кондиционирования, а также тёплые полы.

Главные составляющие части:

  • Выносной термодатчик.
  • Контроллер — устройство, устанавливающее конкретный уровень температуры в доме, а также создающее команды включения и отключения нагревателя.
  • Электронный ключ – контактная группа.

Датчик прибора отправляет данные о температуре контроллеру, который обрабатывает полученный сигнал и решает, требуется снижать или повышать температуру.

Виды электронных термостатов:
  • Обычные терморегуляторы. В этих приборах можно выставлять желаемые пределы температуры либо точную температуру, которая будет сохраняться. Устройства оборудованы электронным дисплеем.
  • Цифровые терморегуляторы:
    — С закрытой логикой. Устройства имеют неизменный алгоритм работы. Регулирование выполняется при помощи передачи команд по указанным параметрам конкретным приборам, которые были установлены заранее. Параметры задаются заранее в зависимости от нужд используемых приборов для определённой температуры. Корректировка программы этих регуляторов практически неосуществима, можно только менять основные параметры. Но именно эти термостаты наиболее часто применяют в быту.
    — С открытой логикой. Эти аппараты контролируют точный процесс обогрева помещений. Имеют расширенные настройки, благодаря чему можно поменять их алгоритм работы. Управляются кнопками или сенсорной панелью. Путём этих устройств можно включать либо отключать обогревательные системы в строго заданное время. Но их перепрограммированием должны заниматься специалисты. Эти регуляторы применяют чаще на производстве и в промышленности, чем в быту.

Программируемые термостаты удобно эксплуатировать, они открывают широкие возможности для тонкой настройки приборов на нужные температурные показатели, зависящие от требований отдельных зон помещений.

Достоинства:
  • Широкий диапазон регулировок.
  • Разнообразие дизайнерских решений.
  • Экономия электроэнергии.
  • Высокая точность.
  • Эффективность.
  • Безопасность при эксплуатации.

Также терморегуляторы просты в управлении и имеют не высокую стоимость, только эти два плюса не касаются регуляторов с открытой логикой. Электронные регуляторы нередко являются составной частью системы умного дома.

Похожие темы:

Электронный термостат W1209

Термостат — это управляющее устройство для поддержания определённой температуры с заданной точностью. Может быть полезен в различных системах автоматизации (холодильник, теплица, подогрев труб, бойлер, вентиляция, авто и т.д). Такой термостат тут не обозревали, тем интереснее будет его покрутить. Он был заказан с надежной, что на этот раз пришлют что-то путёвое. Признаюсь, что к такого рода устройствам отношусь скептически — привык работать с серьёзными многофункциональными приборами, поэтому буду очень критичным.

Прислали это




Размеры платы: 50x40x16мм
Качество изготовления приятно удивило, плата почти отмыта, монтаж аккуратный, все детали на месте.
Однако, конструкция неудобна для встраивания — индикатор и кнопки утоплены по отношению к реле и разъёмам. По уму, их надо было ставить на обратной стороне платы.

Диапазон уставки и отображения температур -50ºС +110ºС, чего вполне достаточно для бытового применения.

Красный светодиодный 3-х разрядный индикатор 22×10мм показывает температуру до десятых долей градуса, температуру ниже -10ºС (до -50ºС) и выше 100ºС (до 110ºС) отображает без десятичных долей, т.к. разрядов индикатора не хватает. Дискрета уставки задана по тому-же принципу.
Красный светодиод на плате просто дублирует включение реле.

3 кнопки управления: set, +, — .
set — выбирает режим уставки и настройки параметров
+ и — изменяют значение уставки и параметров
Кнопку + логичнее было поставить справа, а не в центре, т.к. в соответствии со здравым смыслом увеличение должно быть сверху или справа

В режиме C (охлаждение) работает так: пока температура ниже уставки, контакты реле разомкнуты, по достижении заданной температуры контакты реле замыкаются и остаются в таком положении до снижения температуры на величину установленного гистерезиса (по умолчанию на 2ºС).
В режиме H (нагрев) работает наоборот

Управляющее реле стоит на 12В с NO контактом, коммутирует ток до 20А (14VDC) и до 5А (250VAC)
Лучше-бы реле поставили с переключающим контактом и все 3 вывода вывели на разъём подключения, при этом немного расширяется сфера применения термостата

Термодатчик представляет собой термосопротивление 10кОм, герметично залитое в защитный металлический колпачок. Длина кабеля 30см (заявлено 50см), но при необходимости, его можно удлинить.

Настройка параметров с расшифровкой:
— Температура уставки -50ºС 110ºС, по умолчанию 28ºС
— P1 гистерезис переключения 0,1 — 15,0ºС, по умолчанию 2,0ºС
Несимметричный (в минус от уставки), позволяет снизить нагрузку на реле и исполнитель в ущерб точности поддержания температуры.
— P2 максимальная уставка температуры -45ºС 110ºС, по умолчанию 110ºС
Позволяет сузить диапазон уставки сверху
— P3 минимальная уставка температуры -50ºС 105ºС, по умолчанию -50ºС
Позволяет сузить диапазон уставки снизу

— P4 коррекция измеряемой температуры -7,0ºС 7,0ºС, по умолчанию 0,0ºС
Позволяет проводить простейшую калибровку для повышения точности измерения (только сдвиг характеристики).
— P5 задержка срабатывания в минутах 0-10мин, по умолчанию 0мин
Иногда необходима для задержки срабатывания исполнителя, критично например для компрессора холодильника.
— P6 ограничение отображаемой температуры сверху (перегрев) 0ºС-110ºС, по умолчанию OFF
Лучше без необходимости не трогать, т.к. при некорректной настройке дисплей будет постоянно отображать «—» в любом режиме и придётся скидывать настройки в состояние по умолчанию, для этого надо при очередном включении питания удерживать нажатыми кнопки + и -.
— Режим работы С (охладитель) либо H (нагреватель), по умолчанию С
Фактически просто инвертирует логику работы термостата.
Все настройки сохраняются после отключения питания.

Никаких дополнительных и хитрых настроек (ПИД, наклон, обработка, сигнализация) не обнаружено, но они простому пользователю и не нужны.
При температуре ниже -50ºС (или при отключении датчика) на индикаторе отображается LLL
При температуре выше 110ºС (или при замыкании датчика) на индикаторе отображается HHH

Интересная особенность — скорость обновления показаний температуры зависит от скорости изменения температуры. При быстрых изменениях температуры, индикатор обновляет показания 3 раза за секунду, при медленных изменениях — примерно в 10 раз медленнее, т.е. происходит цифровая фильтрация результата для повышения стабильности показаний.

Точность измерения заявлена 0,1ºС, но это просто невозможно для обычного нелинейного терморезистора без индивидуальной калибровки по множеству точек, которую 100% не делали, да и 10-bit ADC не позволяет такую роскошь. В лучшем случае можно рассчитывать на точность 1ºС

Реальная схема термостата

Управляющий контроллер STM8S003F3P6
www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/DM00024550.pdf

Опорное напряжение на датчик температуры и питание контроллера — стабилизированные 5,0В на AMS1117 -5.0
www.ams-semitech.com/attachments/File/AMS1117_20120314.pdf

Ток потребления термостата в режиме отключенного реле 19мА, включенного 68мА (при питающем напряжении 12,5В)
Напряжение питания ниже 12В подключать нежелательно, т.к. на реле подаётся напряжение на 1,5В меньше питающего. Лучше, чтобы оно было немного больше (13-14В)

Токоограничительные резисторы на индикатор стоят в цепи разрядов, а не сегментов — это приводит к изменению их яркости в зависимости от числа горящих сегментов. На нормальную работу не влияет, но в глаза бросается.

Вход RESET (4 pin) выведен на контакты для программирования, имеет только внутреннюю высокоомную подтяжку (0,1мА) и контроллер иногда ложно сбрасывается от сильной искровой помехи поблизости (даже от искры в собственном реле), либо при случайном касании контакта рукой.
Легко исправляется установкой блокирующего конденсатора 0,1мкФ на общий провод

Поверку и калибровку проводил классически на двух контрольных точках 0ºС и 100ºС
В воде с тающим льдом показал +1ºС


В кипящем чайнике температуру показал 101ºС

После ввода коррекции -1,0ºС, воду с тающим льдом показал -0,1 +0,1ºС, что меня вполне устроило


Кипящую воду стал показывать нормально 100ºС

Достоинства:
— Универсальность
— Датчик на разъёме в комплекте
— Возможность калибровки
— Малые габариты, масса и стоимость
Недостатки и особенности подробно указаны в статье.

Вывод: полезный и в принципе работающий очень недорогой прибор

Электронный термодатчик — Спиртомер 0-40

Внимание! Теперь возможна доставка в день заказа
(по согласованию с менеджером)!

Дорогие клиенты! Наша компания благодарна Вам за оказанное нам доверие! Мы ценим ваше время, поэтому сделали сроки доставки максимально сжатыми.

А саму доставку БЕСПЛАТНОЙ!

1.  БЕСПЛАТНАЯ доставка по Москве курьерской службой!

-Доставка  по  Москве  осуществляется БЕСПЛАТНО при заказе от 5000р, при заказе до 5000р стоимость доставки согласовывается с менеджером.
-Доставка осуществляется обычно на следующий день после заказа. Но если Вам нужно еще быстрее, то МОЖЕМ  ДОСТАВИТЬ  В ЭТОТ ЖЕ ДЕНЬ, в удобное для Вас время. 
— Вы можете выбрать для доставки по Москве любой удобный для Вас интервал по времени в течении дня. Доставка осуществляется с 10ч до 23ч, с понедельника по воскресенье включительно. Перед тем, как выезжать к Вам, курьер предварительно  позвонит и предупредит. Оплата курьеру наличными или банковской картой при получении заказа, ПОСЛЕ ОСМОТРА! (Способ оплаты согласовывайте с менеджером при заказе !).

— На товары c иконкой SALE, бесплатная доставка не распространяется! В данном случае она возможна только ВМЕСТО ПОДАРКОВ по согласованию с менеджером!

2. БЕСПЛАТНАЯ доставка по всей Московской области курьерской службой!

По всей Московской области заказы доставляем БЕСПЛАТНО при заказе от 5000р!
— Доставка осуществляется на следующий день, с 10.00ч  до  18.00ч.  Но если Вам нужно быстрее, то МОЖЕМ ДОСТАВИТЬ В ЭТОТ ЖЕ ДЕНЬ (это обговаривается с менеджером)!
— Курьер предварительно  Вам позвонит и предупредит, что выезжает к Вам. Оплата курьеру наличными или банковской картой при получении заказа, ПОСЛЕ ОСМОТРА! (Способы оплаты согласовывайте с менеджером при заказе)

— В субботу доставку также осуществляем с 10ч до 18ч. Доставка в воскресенье возможна только в том случае, если заказ был сделан в субботу до 13ч и после согласования с менеджером.

— На товары c иконкой SALE, бесплатная доставка не распространяется! В данном случае она возможна только ВМЕСТО ПОДАРКОВ по согласованию с менеджером!

3.

БЕСПЛАТНАЯ доставка до Санкт-Петербурга нашей курьерской службой!

Доставка до г. Санкт-Петербург, до Вашей двери осуществляется БЕСПЛАТНО! Средний срок доставки 2-3 дня. Вы можете выбрать любое удобное время доставки!  Оплата наличными или банковской  картой курьеру ПРИ ПОЛУЧЕНИИ посылки, ПОСЛЕ ОСМОТРА! БЕЗ ПРЕДОПЛАТ!  (Способы оплаты согласовывайте с менеджером при заказе!)

— Доставка осуществляется либо курьером к Вам «до порога», либо на пункт самовывоза транспортной компании. С этого пункта Вы можете забрать Ваш заказ в удобное для вас время.

— На товары c иконкой SALE, бесплатная доставка не распространяется! В данном случае она возможна только ВМЕСТО ПОДАРКОВ по согласованию с менеджером!

4. БЕСПЛАТНАЯ доставка по всей России!

Доставка по всей России до Вашей двери осуществляется БЕСПЛАТНО (кроме отдаленных населенных пунктов — уточняйте у менеджера!)  Минимальная сумма заказа для отправки оборудования 6000р! Минимальная сумма при заказе комплектующих и сопутствующих товаров согласовывается с менеджером. — Средний срок доставки 3-5 дней. Оплата при получении посылки. БЕЗ ПРЕДОПЛАТ! (при доставке в отдаленные регионы на усмотрение менеджера может взиматься предоплата). Отправляем почтой ЕМС и транспортными компаниями.
— После отправки Вашего заказа, мы высылаем  Вам по смс на телефон так называемый трек код, (номер посылки). По нему Вы сможете отслеживать на сайте почты ЕМС или транспортной компании, где находится Ваше отправление. По прибытию Вашей посылки в пункт назначения, сотрудники доставки свяжутся с Вами и доставят ее до Вашей двери. Либо Вы можете приехать за ней сами в любое удобное для Вас время. И это абсолютно бесплатно для Вас!

— На товары c иконкой SALE, бесплатная доставка не распространяется! В данном случае она возможна только ВМЕСТО ПОДАРКОВ по согласованию с менеджером!

5. В страны ближнего и дальнего зарубежья  БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА  также возможна!

Будет ли доставка  в страны зарубежья бесплатной или нет,  зависит от суммы сделанного Вами заказа  и  обсуждается в индивидуальном порядке с менеджерами!
 
Все вышеперечисленные варианты доставки являются стандартными, которыми мы каждый день доставляем заказы нашим клиентам. Если у Вас не стандартная ситуация, свяжитесь с менеджером и мы обязательно подстроимся под Вас!
Мы всегда готовы обсудить любой удобный для Вас вариант доставки!

6. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА  на комплектующие и сопутствующие товары также возможна!

Бесплатная доставка на комплектующие и сопутствующие товары возможна. Но зависит от суммы сделанного заказа — согласовывайте с менеджером!

7. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА  в отдаленные  регионы также возможна!

В  отдаленные  регионы РФ доставка также может быть бесплатной ! Но только после согласования с менеджером!

 

Schneider Electric MGU5.501.18ZD UNICA ТЕРМОСТАТ электронный, 8 А, встроенный термодатчик, БЕЛЫЙ

Способ монтажаСкрытой установки
Степень защиты (IP)IP20
Модель/исполнениеТермостат
ЦветБелый
Высота45 мм
Ширина45 мм
Глубина45 мм
Температура30 °C
Номин. напряжение230 В
Тип комплектацииМеханизм
Номин. ток8 А
Выключатель Вкл/Откл (On/Off)false
Тип контакта1 переключающий (ПК) контакт
Поключение дополнит. обогреваfalse
Выключатель с подсветкой для ночного понижения температурыfalse
Индикация фактической температурыfalse
Гистерезис (разность между температурами включения и выключения)NA К
С понижением температурыtrue
С термической обратной связьюfalse
Электронный регуляторtrue
ДатчикКомнатный датчик
Коммутируем. мощностьNA ВА
Переключатель лето / зимаfalse

Банковский перевод: счет на оплату формируется после оформления заказа или отправки заявки в произвольной форме на электронную почту [email protected]. Специалист свяжется с вами для уточнения деталей.

Самовывоз с нашего склада:
По адресу: Московская область, Люберецкий район, п. Томилино, мкр. Птицефабрика, стр. лит. А, офис 109. Мы есть на Яндекс.Карты.

Доставка до двери
Осуществляется курьерской службой или транспортной компанией (на Ваш выбор).
Мы работаем с ведущими транспортными компаниями и доставляем заказы во все регионы России и Казахстана.

Доставка до терминала
Транспортной компании в Москва – БЕСПЛАТНО.

Термостаты для отопления и программаторы Kromschroeder, Salus, Roca

В наше время, когда непрерывно увеличивается стоимость энергоносителей, все больше людей начинает задумываться над вопросом — как уменьшить расходы на отопление и при этом не снизить комфортность проживания?
Применение комнатных терморегуляторов, особенно программируемых, позволяет с легкостью решить эту проблему.

Зачем нужен термостат для отопления?

Термостат для котла отопления (терморегулятор, комнатный термостат) — прибор, регулирующий работу котла в зависимости от температуры воздуха в помещении, именно воздуха, а не температуры теплоносителя в системе.
Ну и в чем же разница?
А в том, что частота включений котла сокращается на порядок, т.к. воздух в помещении остывает намного медленнее, чем вода в системе отопления, соответственно котел от команды терморегулятора включается гораздо реже, т.е. увеличивается срок эксплуатации отопительного котла, к тому же терморегулятор отключает не только горелку, а и циркуляционный насос — прямая экономия! Если использовать термостаты для системы отопления то экономия энергоресурсов (топливо,электроэнергия т. д.) составит от 15% до 30%.

Как обычно регулируют температуру в помещении с котлом, не оборудованным термостатом?
Правильно, вручную, увеличивая или уменьшая температуру теплоносителя в системе отопления. Котел включается или выключается в зависимости от того, достигла ли вода в системе отопления заданной температуры. При изменении температуры на улице опять необходимо подрегулировать температуру на котле вручную. Следствие — очень частые пуски котла на небольшой период времени, при этом циркуляционный насос котла работает постоянно, в не зависимости от того работает горелка или нет, соответственно увеличивая расход электроэнергии.
Рассмотрим обычные ситуации, когда температура в помещении становится некомфортной из-за того, что в системе генерации тепла не установлен терморегулятор для котла отопления.
Изменилась погода на улице, собралось много людей в доме, солнце начало греть комнату через окно и т.д. – надо регулировать котел, т.к. в помещении станет или слишком жарко или слишком холодно. При применении термостата для отопления котел и циркуляционный насос не включаются, т.к. терморегулятор не дает команды на включение горелки, ведь он измеряет температуру воздуха, а не теплоносителя в системе!

Термостаты для системы отопления работают очень просто. При понижении температуры воздуха на 0,25 — 1°С от заданной Вами (порог срабатывания зависиит от конкретной модели), термостат дает команду на включение котла или насоса, при достижении заданной температуры воздуха термостат отключает котел и насос.
Котлы, необорудованные термостатом, бесполезно расходуют до 15 — 30% энергии! При использовании термостатов экономия по расходу газа составляет около 25%, плюс еще 30 — 40 кВт экономии электроэнергии в месяц, плюс уменьшение износа котла.
Выводы делать Вам…

Какими бывают термостаты для системы отопления?

Терморегулятор для котла отопления может иметь механический или электронный принцип работы:
В механических термостатах используется обычно либо две биметаллические пластины с различными коэффициентами расширения (при достижении определенной выставленной температуры они замыкают/размыкают контакт), либо манометрическая емкость, заполненная жидкостью или газом, которые в зависимости от температуры расширяются/сжимаются, в следствие чего размыкается или замыкается контакт. Оба варианта одинаково надежны, но гистерезис (погрешность) у механического терморегулятора для котла отопления немного меньше. Элемент температурного управления в обоих случаях обычно представлен в виде управляющего колеса. Так что если Вы задались целью термостат для отопления купить — обращайте внимание на производителя, цену и внешний вид (дизайн).
Электронный термостат для отопления использует обычно терморезистор в качестве датчика.

Преимущества электронного принципа работы над механичеким существенны:

  • Электронный терморегулятор для отопления имеет малый гистерезис (погрешность). Заданная температура поддерживается с точностью 0,1-0,5 градуса. Благодаря такой точности, электронный термостат для котла отопления обеспечивает повышенный температурный комфорт, а также серьезную экономию энергии за счет меньшего температурного колебания. Температурные графики работы механического и электронного терморегулятора представлены ниже:
  • Электронный терморегулятор для отопления обладает большими функциональными возможностями, чем механический. Во-первых,они могут быть суточного или недельного программирования, проводными и беспроводными. Во-вторых, к ним можно подключать внешние температурные датчики (датчик теплого пола, удаленный датчик). В-третьих, термостаты индикативны: информирование о температуре, настройки прибора и т.п. происходит на жидкокристаллическом или сенсорном дисплее.
  • Современный электронный терморегулятор может синхронизироваться с Вашими мобильными устройствами или управляться через интернет.
  • Имеют различный дизайн и цветовую гамму, соответственно могут удовлетворить любой дизайнерский запрос клиента, желающего купить термостат для отопления.

Виды электронных термостатов

  1. Суточный термостат. Данный терморегулятор поддерживает темпрературу в доме, согласно заданным параметрам. Например, если выставленная Вами температура 26 градусов, то термостат в течении 24 часов поддерживает в помещении данную температуру.
  2. Программируемые (недельные) терморегуляторы. Недельный электронный термостат для отопления можно программировать в зависимости от задач, стоящих перед пользователем. Можно задавать температурные режимы в определенном временном интервале, выставлять ночную или дневную температуру и т.д. Например, пользователь 5 дней проживает в городе, а на 2 дня приезжает в загородный дом. Тогда на устройстве он выставляет температуру 10 градусов с понедельника до 18-00 пятницы, а с 18-00 до понедельника температуру в помещении на уровне 26 градусов. Так же можно индивидуально настроить электронный терморегулятор на изменение температурного режима в течении дня, например, с 9-00 до 18-00.
  3. Проводные и беспроводные термостаты. Проводной терморегулятор подключается напрямую к устройству управления (котел, насос, трехходовой кран), а беспроводной термостат связывается по радиосигналу с приемным блоком, расположенным возле управляемого устройства (благодаря этому нет необходимости «протягивать» проводку через весь дом).
  4. Управление через интернет. Некоторые термостаты для котла отопления позволяют осуществлять управление им через интернет (включать/выключать, задавать температурные режимы и т.п.). Например, интернет — термостат Salus iT500, который можно купить в интернет магазине здесь…

Существуют и другие вариации термостатов и терморегуляторов. Если Вы решили, что необходимо купить термостат для отопления, то должны для этого в начале определиться с его функциональными возможностями. Например, в случае отсутствия интернета на даче можно использовать удаленное управление термостатами при помощи GSM смартфона.

Модуль GSM выполняет роль вашего личного помощника — Вы позвонили ему, дали команду, например, заранее натопить пожарче к определенному времени — и вся семья приедет в теплый и уютный дом. Или наоборот: забыли утром, уезжая на работу, убавить мощность котла — не вопрос, можно это сделать прямо с работы, через интернет или прямо со смартфона, пока еще добираетесь до работы. GSM модуль — это компактный прибор с собственной SIM-картой любого оператора (важно, чтобы он обеспечивал уверенный прием сигнала в данной местности), позволяющий управлять климатом в помещении с любого телефона (спутниковой, мобильной или фиксированной связи), планшета или ПК. Это по сути компьютер, состыкованный с внешними датчиками и имеющий возможность для  изменения режимов работы системы отопления. Естественно, модуль должен находиться в зоне уверенного приема операторов мобильной  связи.

В этом разделе вы можете купить термостаты для системы отопления от ведущих производителей:
Термостаты компании KROMSCHROEDER (Кромшредер), занимающей одно из ведущих мест в мире, как производитель оборудования для управления газоподачей, средств контроля и измерительной аппаратуры для газоснабжения и отопительных систем. Kromschroeder также выпускает: программаторы, регуляторы, клапаны, датчики давления, контрольно — измерительные приборы и автоматику, горелки, оборудование для отопительных систем.
Термостаты Salus Controls ( Великобритания) предназначены для поддержания температуры в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Выпускаются множество моделей  различных ценовых категорий, функциональных возможностей и дизайнерских решений.


Наши специалисты помогут Вам подобрать, а также смонтировать термостат или программатор, найдут приемлемое решение по цене.
Вы останетесь довольны, сотрудничая с нами!

Терморегулятор ТР-300 | prom.tepm.ru


Скачать Инструкцию на терморегулятор ТР-300

Терморегулятор ТР-300 предназначен для автоматического поддержания заданной температуры обогреваемого объекта (в пределах -55…+125 °С). Управление может производится как встроенным реле (16А), так и через внешние управляемые контакторы


ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

  • Номинальное напряжение питания:  ~90…245 В, 50 Гц
  • Ток потребления — 0,006 А(1,3 Вт)
  • Степень защиты оболочки — IP20
  • Максимальный ток нагрузки — 16 А
  • Температура эксплуатации:  -20 … +45 °С
  • Тип крепления в шкаф — DIN, 2 модуля
  • Габаритные размеры — 35 х 85 х 60 мм
  • Относительная влажность, не более — 85% Масса — 90 г
  • Поддерживаемые температуры: — стандарт:  +3…+5 °С — по заказу: любая температура от -55 до +125 °С

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ:
К терморегулятору подключается цифровой датчик температуры TS04 или аналоговый датчик температуры TS05 производства ГК «ТЕРМ». При производстве датчик температуры программируется на требуемую температуру поддержания. Стандартное значение температуры +3…+5 °С, на заказ может быть установлена любая температуры в пределах -55…+125 °С с учётом требуемого гистерезиса – чем меньше гистерезис, т.е. разница между начальной и конечной температурой, тем точнее поддерживается температура объекта, но коммутация реле происходит чаще, поэтому сокращается срок его службы. И наоборот – при большом гистерезисе реле переключается реже и его срок службы увеличивается, но снижается точность поддержания температуры

Главная особенность ТР-300 – отсутствие микроконтроллера в системе регулирования температуры: включением/выключением обогрева управляет термодатчик TS04.

Более подробная информация представлена в паспорте ТР-300.

Датчик температуры воздуха TS04

Датчики температуры не входят в комплект поставки терморегуляторов и приобретаются отдельно.

Основные модификации термостатов и их применение

Термостат (от греч. therme — тепло, жар; statos — стоящий, неподвижный), прибор для поддержания заданной температуры. Существуют две основные группы :

  • законченное устройство, например лабораторный термостат для культивирования микроорганизмов;
  • датчик, который при достижении некоторой установленной температуры включает или отключает исполнительный механизм.

Также изделия подразделяются на два вида:

  • механические. В них используются механические (физические) свойства материалов, например, изменение геометрии материала или его объема. Особенность таких изделий заключается в том, что они не имеют собственного электропотребления;
  • электронные. В этих приборах используется термодатчик, показания с которого считываются электронной схемой .

Ртутные термостаты

Являются одними из самых первых типов устройства и сейчас не используются (ввиду токсичности ртути).

Существуют два принципа работы изделия:

  1. ртуть, поднявшись до назначенной высоты в термометрическом сосуде, замыкает электрические контакты или воздействует на некоторое устройство. Точность такого термостата достигала 0,01°С, поэтому он применялся в основном в промышленных условиях,
  2. ртутный датчик закрепленный на биметаллическом элементе, который при изменении температуры изменяет свою положение или конфигурацию и приводит в действие ртутный механизм. Точность зависит от точности биметаллического элемента и достигала 0,5°С. Прибор применялся как в промышленных, так и в домашних условиях./li>

На рисунке показано устройство ртутного термостата. Колба с ртутью присоединена к биметаллическому элементу, реагирующему на температуру и наклоняющему колбу в ту или другую сторону. Когда колба наклоняется в одну сторону, происходит замыкание контактов, в другую сторону – контакты размыкаются.

Биметаллические термостаты механического действия

Биметаллический элемент (диск, катушка, лента), в силу присущих ему свойств, при достижении температуры срабатывания резко изгибается, приводя в действие исполнительный механизм – электроконтакты или клапан. В исходное состояние прибор возвращается либо автоматически (обычно применяют в системах защиты систем от перегрева или переохлаждения), либо при воздействии на биметаллический элемент (при помощи ручки можно устанавливать желаемый уровень температуры). Применяется в недорогих системах контроля температуры – домашние нагреватели, тепловые завесы и т.п.). Точность очень сильно зависит от качества используемого биметалла, и обычно находится в диапазоне 0,5–4°С.

Восковые термостаты

Обычно применяются в системе охлаждения автомобильных двигателей. Регулируя поток охлаждающей жидкости и смешивая жидкость разных температур (циркулирующую по большому и малому контурам) прибор позволяет поддерживать оптимальный уровень температуры (в зависимости от марки автомобиля) в пределах 70-95°С. В герметичной камере, в которой находится восковая пластина, расположено специальное устройство, в случае увеличения рабочей температуры, открывающее клапан.

Капиллярные термостаты

Используют в системах отопления, газовых печах, бойлерах, системах защиты от перегрева. По способу исполнения различают настроенные на заданную температуру и регулируемые термостаты. Устройство состоит из колбы, наполненной газом или жидкостью, соединенной с управляющим элементом при помощи тонкой трубки — капилляра. Конец трубки помещен в корпус термостата и соединен с диафрагмой. При нагреве газ (жидкость) расширяется и давит на диафрагму, которая приводит в действие исполнительный механизм – электрические контакты или клапан, регулирующий поток теплоносителя.

Электронные термостаты

Существуют два технических решения подобных термостатов:

  1. используются механические термостаты, «показания» с которых снимаются с помощью электронного исполнительного устройства. Точность измерения таких изделий обычно не очень высока;
  2. используются электронные измерительные устройства – термопары, резисторные датчики, p-n переходы полупроводниковых приборов, инфракрасные датчики.

Поступающая информация с измерительных устройств подается на электронную схему, которая подает команду(ы) на исполнительное устройство. Такие электронные термостаты являются более точными приборами. Существует их большое разнообразие – с индикаторами температуры, программируемые, регулируемые и т.д. Область применения – системы кондиционирования, системы «теплый пол», домашние электронагреватели с цифровым отображением информации, электропечи и т.д.

Жидкостные термостаты

Представляют собой достаточно сложное устройство, предназначенное для регулирования от -120°С до 400°С (в зависимости от модели) и точного поддержания (до 0.01К) температуры в лабораторных условиях. Общий принцип действия термостата основан на поддержании заданной температуры путем нагревания и охлаждения жидкого теплоносителя, циркулирующего в рабочей ванне. Подогрев теплоносителя и поддержание заданной температуры осуществляется с помощью нагревателя и датчика температуры, расположенных в резервуаре, и электронного регулятора, охлаждение – путем теплообмена с окружающей средой, а при температурах близких к окружающей — дополнительно с помощью теплообменника.

Суховоздушные термостаты

Предназначены для регулирования и точного поддержания температуры в лабораторных (например, инкубаторы) и/или промышленных условиях. Общий принцип действия изделия основан на поддержании заданной температуры путем нагревания и охлаждения газа-теплоносителя (в частности воздуха), циркулирующего в рабочей камере.

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 устройствах, компьютерах, кухонных приборах и другом оборудовании.

4 наиболее распространенных типа датчиков температуры

Некоторые приложения, такие как оборудование, используемое для создания жизненно важных лекарств, требуют, чтобы датчики температуры были чувствительными и точными для критически важного контроля качества; однако для некоторых приложений, например для термометра в автомобиле, не требуются такие точные или чувствительные датчики.Четыре наиболее распространенных типа датчиков температуры с диапазоном чувствительности и точности от высокого до низкого:

  • Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)
  • Температурные датчики сопротивления (RTD)
  • Термопары
  • Датчики на основе полупроводников

Датчик температуры-Термисторный зонд

Типы датчиков температуры

1. Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

Термистор — это термочувствительный резистор, который демонстрирует непрерывное небольшое постепенное изменение сопротивления, связанное с изменениями температуры. Термистор NTC обеспечивает более высокое сопротивление при низких температурах. При повышении температуры сопротивление постепенно падает в соответствии с таблицей R-T. Небольшие изменения точно отражаются из-за больших изменений сопротивления на ° C. Выход термистора NTC является нелинейным из-за его экспоненциальной природы; однако его можно линеаризовать в зависимости от его применения. Эффективный рабочий диапазон составляет от -50 до 250 ° C для термисторов в стеклянной капсуле или 150 ° C для стандартных термисторов.

2. Температурный датчик сопротивления (RTD)

Температурный датчик сопротивления, или RTD, изменяет сопротивление элемента RTD в зависимости от температуры. RTD состоит из пленки или, для большей точности, провода, намотанного на керамический или стеклянный сердечник. Платина составляет самые точные RTD, в то время как никель и медь делают RTD, которые дешевле; однако никель и медь не так стабильны или воспроизводимы, как платина. Платиновые термометры сопротивления обеспечивают высокоточный линейный выходной сигнал в диапазоне от -200 до 600 ° ° C, но они намного дороже, чем медь или никель.

3. Термопары

Термопара состоит из двух проводов из разных металлов, электрически соединенных в двух точках. Различное напряжение, создаваемое между этими двумя разнородными металлами, отражает пропорциональные изменения температуры. Термопары нелинейны и требуют преобразования с таблицей при использовании для контроля температуры и компенсации, обычно выполняемой с помощью таблицы поиска. Точность низкая, от 0,5 ° C до 5 ° C, но термопары работают в самом широком диапазоне температур, от -200 ° C до 1750 ° C.

4. Полупроводниковые датчики температуры

Датчик температуры на основе полупроводника обычно встраивается в интегральные схемы (ИС). В этих датчиках используются два идентичных диода с температурно-чувствительными характеристиками напряжения и тока, которые используются для отслеживания изменений температуры. Они предлагают линейный отклик, но имеют самую низкую точность по сравнению с датчиками основных типов. Эти датчики температуры также имеют самую медленную реакцию в самом узком диапазоне температур (от -70 ° C до 150 ° C).

Измерение температуры в повседневной жизни

Датчики температуры жизненно необходимы в повседневной жизни. Эти важные технологии измеряют количество тепла, выделяемого объектом или системой. Приведенные измерения позволяют нам физически ощутить изменение температуры. Одна из важных функций датчиков температуры — предотвращение. Датчики температуры обнаруживают, когда достигается заданная высокая точка, что дает время для профилактических действий.Хороший пример — пожарные извещатели.

По данным sensormag.com:

Измерение температуры — одно из наиболее чувствительных свойств или параметров в таких отраслях, как нефтехимическая, автомобильная, аэрокосмическая и оборонная, бытовая электроника и т. Д. Эти датчики устанавливаются в устройства с целью точного и эффективного измерения температуры среды в соответствии с заданным набором требований.

Надежная схема определения температуры, использующая терморезисторный датчик NTC, может быть экономичным способом разработки схемы без ущерба для быстродействия или точности.

Цифровые датчики температуры | Электронный дизайн

В каких распространенных приложениях используется измерение температуры?
Измерение температуры повсеместно. Исторически датчики температуры широко применялись в системах управления окружающей средой и технологическими процессами, а также в испытаниях, измерениях и коммуникациях. Современные приложения включают в себя все это, а также массовые потребительские приложения, целый ряд автомобильных приложений и медицинские продукты, от устройств формирования изображений МРТ до портативных ультразвуковых сканеров.

Новые приложения для связи варьируются от базовых станций всех размеров до сотовых телефонов. Датчики температуры также можно найти в автомобильных двигателях и трансмиссиях, где контроллеры регулируют рабочие параметры в зависимости от температуры. И они находятся на печатных платах с большими быстрыми процессорами и ПЛИС.

Какие типы устройств доступны для измерения температуры и как они работают?
Существуют традиционные датчики температуры и датчики температуры на основе силикона.Традиционные датчики включают термисторы, резистивные датчики температуры (RTD) и термопары. Это аналоговые устройства, поэтому их выходы должны быть оцифрованы, прежде чем их можно будет использовать в контуре цифрового управления.

Термисторы

обычно изготавливаются на основе керамики или полимеров, а термометры сопротивления — на основе металлов. RTD могут использоваться в более широких диапазонах температур, чем термисторы. Поскольку термисторы и RTD являются чисто резистивными, им требуются внешние источники напряжения.

Напротив, термопары используют спайы из разнородных металлов для генерации выходного напряжения.Они пропорциональны разнице температур, а не абсолютной температуре окружающей среды.

Датчики температуры не обязательно должны быть аналоговыми. Существуют микросхемы на основе кремния, чувствительные к температуре, которые выводят точные цифровые представления измеряемых температур. Это упрощает конструкцию системы управления по сравнению с подходами, требующими внешнего преобразования сигнала и аналого-цифрового преобразователя (АЦП).

Как работают кремниевые датчики температуры?
Некоторые кремниевые датчики температуры используют принцип, согласно которому, когда два идентичных транзистора работают с постоянным соотношением плотностей тока коллектора, разница в их напряжении база-эмиттер пропорциональна только абсолютной температуре.Другие датчики основаны на поведении напряжения база-эмиттер V BE транзистора с диодным соединением, которое изменяется обратно пропорционально его температуре. Скорость, с которой изменяется это напряжение, является очень постоянной –2 мВ / ° C, но абсолютное значение V BE меняется от транзистора к транзистору. Компенсация этого отклонения включает сравнение? V BE при различных значениях I E .

Некоторые кремниевые датчики температуры выдают аналоговый выходной сигнал напряжения («VPTAT», что означает «напряжение, пропорциональное абсолютной температуре»).Другие преобразуют VPTAT в токовый выход.

В датчиках температуры с цифровым выходом усиленная версия V BE от измерительного транзистора может быть сравнена с эталонным напряжением запрещенной зоны, а вход результата — с S-? или АЦП с регистром последовательного приближения для вывода оцифрованного сигнала. Точность может составлять 13 или 16 бит, причем младший бит используется как знаковый бит.

Альтернативная схема цифрового вывода использует широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) с температурой, пропорциональной отношению времени включения к времени выключения.Поскольку время работы фиксировано, эти датчики могут использоваться в однократном режиме по требованию для минимизации энергопотребления.

Какую точность предлагает цифровой датчик температуры?
Точность зависит от температурного диапазона детали. Для цифровых датчиков температуры, предназначенных для считывания от 0 ° C до 70 ° C, можно достичь точности ± 0,5 ° C. С упакованными деталями, предназначенными для более широких диапазонов, например, от –55 ° C до 175 ° C, типичные характеристики составляют ± 1 ° C от 130 ° C до 150 ° C или ± 1.5 ° C от 150 ° C до 175 ° C для голого штампа.

Выбор упаковки и диапазона температур зависит от того, как используется датчик. В автомобилях под капотом предпочтение отдается более широкому диапазону температур и голой матрице. Медицинские, бытовые и измерительные приборы могут иметь дело только с температурами от 0 ° C до 70 ° C, и соображения простоты сборки могут сделать более привлекательными выполнение дополнительных расчетов теплового потока, необходимых для преобразования измеренной температуры перехода в температура корпуса для поверхностного монтажа или температура металлической банки.

Какую гибкость предлагает цифровой датчик температуры? Регистры
можно запрограммировать на «высокие», «низкие» и «критические» температуры (см. Рисунок). Измеренное значение сравнивается с этими пределами, и события превышения или минимума запускают определенные контакты на корпусе. Измеренная температура передается в системный контроллер через последовательную шину, которая также используется для конфигурации и загрузки этих регистров высокого, низкого и критического уровней.

В качестве альтернативы цифровые датчики температуры работают по существу как термостаты, переключая свое выходное состояние (открытый сток или двухтактный) при пересечении предварительно установленной на заводе точки срабатывания.Точки срабатывания изменяются от 35 ° C до 115 ° C с шагом 10 °. Гистерезис можно установить через внешний вывод.

Типы, принцип работы и приложения

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 в области геотехнического мониторинга.

Датчики температуры — это простой прибор, который измеряет степень тепла или холода и преобразует ее в считываемые единицы. Но задумывались ли вы, как измеряется температура почвы, скважин, огромных бетонных дамб или зданий? Что ж, это достигается с помощью некоторых специализированных датчиков температуры.

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 он используется и какие бывают его типы.

Что такое датчики температуры?

Датчик температуры — это устройство, обычно термопара или резистивный датчик температуры, которое обеспечивает измерение температуры в читаемой форме с помощью электрического сигнала.

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

Измерители температуры используются в геотехнической области для контроля бетона, конструкций, почвы, воды, мостов и т. Д. На предмет структурных изменений в них из-за сезонных колебаний.

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

Для чего нужны датчики температуры?

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

Сопротивление на диоде измеряется и преобразуется в считываемые единицы измерения температуры (Фаренгейт, Цельсий, Цельсия и т. Д.) и отображается в числовой форме над блоками считывания. В области геотехнического мониторинга эти датчики температуры используются для измерения внутренней температуры таких конструкций, как мосты, плотины, здания, электростанции и т. Д.

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

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

Контактные датчики включают в себя термопары и термисторы, потому что они находятся в прямом контакте с объектом, который они должны измерять. А бесконтактные датчики температуры измеряют тепловое излучение, выделяемое 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.Одна из наиболее распространенных областей, где они используются, — это время отверждения бетона, потому что он должен быть относительно теплым, чтобы схватиться и затвердеть должным образом. Сезонные колебания вызывают расширение или сжатие конструкции, тем самым изменяя ее общий объем.

Как работает датчик температуры?

Основным принципом работы датчиков температуры является напряжение на выводах диода. Если напряжение увеличивается, температура также повышается, за чем следует падение напряжения между выводами транзистора базы и эмиттера в диоде.

Помимо этого, Encardio-Rite имеет датчик температуры с вибрирующей проволокой, который работает по принципу изменения напряжения в результате изменения температуры.

Измеритель температуры с вибрирующей проволокой разработан по принципу, согласно которому разнородные металлы имеют разный линейный коэффициент расширения при изменении температуры.

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

В случае измерителя температуры Encardio-Rite разнородным металлом является алюминий (алюминий имеет больший коэффициент теплового расширения, чем сталь). Поскольку сигнал температуры преобразуется в частоту, тот же блок считывания, который используется для другие датчики с вибрирующей проволокой также могут использоваться для контроля температуры.

Изменение температуры регистрируется специально созданным датчиком с вибрирующей проволокой Encardio-rite и преобразуется в электрический сигнал, который передается в виде частоты на считывающее устройство.

Частота, которая пропорциональна температуре и, в свою очередь, напряжению «σ» в проволоке, может быть определена следующим образом:

f = 1/2 [σg / ρ] / 2l Гц

Где:

σ = натяжение проволоки

g = ускорение свободного падения

ρ = плотность проволоки

l = длина провода

Какие бывают типы датчиков температуры?

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

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

Бесконтактные датчики температуры : 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 делятся на:

Термостаты

Термостат — это датчик температуры контактного типа, состоящий из биметаллической полосы, состоящей из двух разнородных металлов, таких как алюминий, медь, никель или вольфрам.

Разница в коэффициентах линейного расширения обоих металлов заставляет их производить механическое изгибающее движение, когда они подвергаются нагреву.

Термисторы

Термисторы или термочувствительные резисторы — это те, которые меняют свой внешний вид при изменении температуры.Термисторы изготовлены из керамического материала, такого как оксиды никеля, марганца или кобальта, покрытого 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 с положительным температурным коэффициентом (PTC), и их сопротивление увеличивается с повышением температуры.

Резистивные датчики температуры (RTD)

ТС

— это точные датчики температуры, которые состоят из проводящих металлов высокой чистоты, таких как платина, медь или никель, намотанных в катушку.Электрическое сопротивление RTD изменяется аналогично сопротивлению термистора.

Термопары

Один из наиболее распространенных датчиков температуры включает термопары из-за их широкого рабочего диапазона температур, надежности, точности, простоты и чувствительности.

Термопара обычно состоит из двух соединений разнородных металлов, таких как медь и константан, которые сварены или обжаты вместе. Один из этих переходов, известный как холодный спай, поддерживается при определенной температуре, в то время как другой является измерительным переходом, известным как горячий спай.

Под воздействием температуры на переходе возникает падение напряжения.

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

Термистор — это, по сути, чувствительный датчик температуры, который точно реагирует даже на незначительные изменения температуры. Он обеспечивает огромную стойкость 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.

Датчики на основе полупроводников

Датчик температуры на основе полупроводника работает с двойными интегральными схемами (ИС). Они содержат два одинаковых диода с температурно-чувствительными 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 самую медленную реакцию (от 5 до 60 с) в самом узком температурном диапазоне (от -70 ° C до 150 ° C).

Датчик температуры вибрирующей проволоки модели ETT-10V

Измеритель температуры с вибрирующей проволокой Encardio-rite Model ETT-10V используется для измерения внутренней температуры в бетонных конструкциях или в воде. Он имеет разрешение лучше 0,1 ° C и работает аналогично термопарным датчикам температуры. Он также имеет диапазон высоких температур от -20 o до 80 o C.

Технические характеристики измерителя температуры вибрирующей проволоки ЭТТ-10В
Тип датчика Pt 100
Диапазон-20 o до 80 o C
Точность ± 0.Стандарт 5% полной шкалы; ± 0,1% полной шкалы опционально
Размер (Φ x L) 34 x 168 мм
Зонд
термистора сопротивления модели ЭТТ-10ТХ

Температурный датчик сопротивления Encardio-rite модели ETT-10TH представляет собой водостойкий температурный датчик малой массы 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 даже может работать под водой.

Термопреобразователи 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.

Индикатор с вибрирующей проволокой EDI-51V модели

Encardio-rite при использовании с ETT-10TH напрямую показывает температуру зонда в градусах Цельсия.

Как работает зонд термистора сопротивления модели ETT-10TH?
Датчик температуры

ETT-10TH состоит из термисторной эпоксидной смолы с согласованной температурной кривой, заключенной в медную трубку для более быстрого теплового отклика и защиты окружающей среды. Трубка сплющена на конце, так что ее можно прикрепить к любой достаточно плоской металлической или бетонной поверхности для измерения температуры поверхности.

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

Датчик температуры снабжен четырехжильным кабелем, который используется в качестве стандарта во всех тензодатчиках Encardio-rite с вибрирующей проволокой. Провода белого и зеленого цвета используются для термистора, как и другие датчики с вибрирующим проводом Encardio-rite.

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

Технические характеристики модели ETT-10TH
Тип датчика Кривая R-T согласована с термистором NTC, эквивалентным YSI 44005
Диапазон-20 o до 80 o C
Точность 1 o С
Материал корпуса Медь луженая
Кабель 4-х жильный в оболочке из ПВХ
Датчик температуры RTD, модель ETT-10PT

Датчик температуры RTD (резистивный датчик температуры) ETT-10PT состоит из керамического резистивного элемента (Pt. 100) с европейским стандартом калибровки кривой DIN IEC 751 (бывший DIN 43760). Элемент сопротивления заключен в прочную трубку из нержавеющей стали с закрытым концом, которая защищает элемент от влаги.

Как работает датчик температуры RTD модели ETT-10PT?

Температурный датчик сопротивления работает по принципу, согласно которому сопротивление датчика является функцией измеренной температуры. Платиновый термометр сопротивления имеет очень хорошую точность, линейность, стабильность и воспроизводимость.

Датчик температуры сопротивления модели ETT-10PT снабжен трехжильным экранированным кабелем.Красный провод обеспечивает одно соединение, а два черных провода вместе — другое. Таким образом достигается компенсация сопротивления проводов и температурных изменений сопротивления проводов. Показания резистивного датчика температуры легко считываются с помощью цифрового индикатора температуры RTD.

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

Технические характеристики датчика RTD модели ETT-10PT
Тип датчика Pt 100
Диапазон-20 o до 80 o C
Точность ± (0.3 + 0,005 * t) o C
Калибровка DIN IEC 751
Кривая (европейская) 0,00385 Ом / Ом / o C
Размер (Φ x L) 8 x 135 мм
Кабель 3-жильный экранированный
Термопара Encardio-Rite

Encardio-rite предлагает термопару Т-типа (медь-константан) для измерения внутренней температуры в бетонных конструкциях. Он состоит из двух разнородных металлов, соединенных одним концом. Когда соединение двух металлов нагревается или охлаждается, создается напряжение, которое может быть обратно соотнесено с температурой.

Измерение с помощью термопары состоит из провода термопары с двумя разнородными проводниками (медь-константан), соединенными на одном конце для образования горячего спая. Этот конец герметизирован от коррозии и помещается в требуемые места измерения температуры.

Другой конец провода термопары подсоединяется к подходящему разъему термопары для образования холодного спая.Показания термопары отображают прямое считывание температуры в месте установки и автоматически компенсируют температуру на холодном спайе.

Технические характеристики термопары Encardio-Rite
Тип провода Т-медь-константан
Изоляция проводов PFA тефлон C
Температура горячего спая до 260 o C (макс.)
Тип разъема Миниатюрный Стеклонаполненный нейлон
Рабочая температура-20 o до 100 o C
Температура холодного спая Окружающий

Где используется датчик температуры?

Область применения датчика температуры:

  1. Датчики температуры используются для проверки проектных предположений, что способствует более безопасному и экономичному проектированию и строительству.
  2. Они используются для измерения повышения температуры в процессе твердения бетона.
  3. Они могут измерять температуру горных пород вблизи резервуаров для хранения сжиженного газа и при проведении операций по замораживанию грунта.
  4. Датчики температуры также могут измерять температуру воды в резервуарах и скважинах.
  5. Его можно использовать для интерпретации температурных напряжений и изменений объема в плотинах.
  6. Их также можно использовать для изучения влияния температуры на другие установленные приборы.

Преимущества датчиков температуры Encardio-Rite

  1. Датчик температуры Encardio-Rite является точным, недорогим и чрезвычайно надежным.
  2. Они подходят как для поверхностного монтажа, так и для встраиваемых систем.
  3. Низкая тепловая масса сокращает время отклика.
  4. Датчик температуры вибрирующей проволоки полностью взаимозаменяемый; один индикатор может считывать данные со всех датчиков.
  5. Имеет водонепроницаемый корпус со степенью защиты IP-68.
  6. Они поставляются с индикаторами, которые легко доступны для прямого отображения температуры.
  7. Температурные датчики обладают отличной линейностью и гистерезисом.
  8. Технология вибрирующей проволоки обеспечивает долгосрочную стабильность, быстрое и легкое считывание.
  9. Датчики герметично закрыты электронно-лучевой сваркой с вакуумом около 1/1000 Торр.
  10. Они подходят для удаленного чтения, сканирования, а также для регистрации данных.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между датчиком температуры и преобразователем температуры?

Датчик температуры — это прибор, используемый для измерения степени нагрева или прохлады объекта, тогда как датчик температуры — это устройство, которое сопрягается с датчиком температуры для передачи сигналов в удаленное место для мониторинга 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. Следовательно, для анализа развития термического напряжения 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. Должно быть встроено достаточное количество датчиков, чтобы получить правильную картину распределения температуры в различных точках конструкции.

В большой бетонной плотине типичная схема заключается в размещении датчика температуры через каждые 15-20 м по поперечному сечению и через каждые 10 м по высоте. Для небольших плотин интервал может быть уменьшен. Температурный зонд, установленный в верхней части плотины, оценивает температуру водохранилища, поскольку она меняется в течение года.

Это намного проще, чем то и дело ронять термометр в резервуар, чтобы проводить наблюдения. Во время эксплуатации бетонной плотины суточные и сезонные изменения окружающей среды наносят ущерб развитию термических напряжений в конструкции. Эффект более выражен на стороне нисходящего потока. Несколько датчиков температуры должны быть размещены рядом и в нижней части бетонной плотины для оценки быстрых суточных и еженедельных колебаний температуры.

Какой датчик температуры самый точный?

RTD — 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.

Существует три закона для термопар, как указано ниже:

Закон однородного материала

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

Закон промежуточных материалов

Сумма всех термоэлектрических сил в цепи с несколькими разнородными материалами при постоянной температуре равна нулю. Это означает, что если третий материал добавляется при той же температуре, новый материал не генерирует никакого сетевого напряжения.

Закон последовательных или промежуточных температур

Если два разнородных однородных материала создают термоэдс 1, когда переходы находятся в точках T1 и T2, и создают термоэдс 2, когда переходы находятся в точках T2 и T3, то ЭДС, генерируемая, когда переходы находятся в точках T1 и T3, будет равна ЭДС1 + ЭДС2

Как проверить датчик температуры?

В Encardio-Rite есть специализированные камеры для испытания температуры (с уже известными системами контроля температуры и температуры) для проверки точности и качества наших датчиков температуры.

Это все о датчиках температуры, их различных типах, областях применения, использовании, а также о принципе работы. Сообщите нам свои вопросы в разделе комментариев ниже.

Типы датчиков температуры и принципы их работы

Температура — это наиболее часто измеряемая величина окружающей среды. Этого можно было ожидать, поскольку большинство физических, электронных, химических, механических и биологических систем подвержены влиянию температуры. Определенные химические реакции, биологические процессы и даже электронные схемы лучше всего работают в ограниченном диапазоне температур.Температура — одна из наиболее часто измеряемых переменных, поэтому неудивительно, что существует множество способов ее измерения. Измерение температуры может осуществляться либо посредством прямого контакта с источником тепла, либо дистанционно, без прямого контакта с источником, используя вместо этого излучаемую энергию. Сегодня на рынке представлен широкий спектр датчиков температуры, в том числе термопары, датчики температуры сопротивления (RTD), термисторы, инфракрасные и полупроводниковые датчики.

5 типов датчиков температуры

  • Термопара : это тип датчика температуры, который изготавливается путем соединения двух разнородных металлов на одном конце. Присоединенный конец называется ГОРЯЧИМ СОЕДИНЕНИЕМ. Другой конец этих разнородных металлов называется ХОЛОДНЫЙ КОНЕЦ или ХОЛОДНЫЙ СПАС. Холодный спай образуется в последней точке материала термопары. Если есть разница в температуре между горячим и холодным спаями, создается небольшое напряжение. Это напряжение называется ЭДС (электродвижущая сила), и его можно измерить и, в свою очередь, использовать для обозначения температуры.
Термопара
  • RTD — это датчик температуры, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры.Обычно RTD изготавливаются из платины, хотя устройства из никеля или меди не редкость, но могут иметь разные формы, например, проволочную намотку или тонкую пленку. Чтобы измерить сопротивление RTD, подайте постоянный ток, измерьте результирующее напряжение и определите сопротивление RTD. RTD демонстрируют довольно линейное сопротивление температурным кривым в их рабочих областях, и любая нелинейность очень предсказуема и воспроизводима. В оценочной плате PT100 RTD используется RTD для поверхностного монтажа для измерения температуры.Внешний 2-, 3- или 4-проводный датчик PT100 также может использоваться для измерения температуры в удаленных районах. Для смещения RTD используется источник постоянного тока. Чтобы уменьшить саморазогрев из-за рассеивания мощности, величина тока умеренно низкая. Схема, показанная на чертеже, является источник постоянного тока используется опорное напряжение, один усилитель и PNP-транзистор.
  • Термисторы : Подобно RTD, термистор представляет собой термочувствительное устройство, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры.Однако термисторы изготавливаются из полупроводниковых материалов. Сопротивление определяется так же, как и RTD, но термисторы показывают сильно нелинейную зависимость сопротивления от температуры. Таким образом, в рабочем диапазоне термисторов мы можем увидеть большое изменение сопротивления при очень небольшом изменении температуры. Это делает устройство высокочувствительным, идеально подходящим для приложений уставки.
  • Полупроводниковые датчики : Они подразделяются на различные типы, такие как выход напряжения, выход тока, цифровой выход, кремниевый выход сопротивления и датчики температуры диодов.Современные полупроводниковые датчики температуры обеспечивают высокую точность и высокую линейность в рабочем диапазоне от 55 ° C до + 150 ° C. Внутренние усилители могут масштабировать выходной сигнал до удобных значений, например 10 мВ / ° C. Они также полезны в схемах компенсации холодного спая для термопар с широким диапазоном температур. Краткие сведения об этом типе датчика температуры приведены ниже.

ИС датчиков

Существует широкий спектр ИС датчиков температуры, которые позволяют упростить самый широкий спектр задач по мониторингу температуры.Эти кремниевые датчики температуры существенно отличаются от вышеупомянутых типов по нескольким важным параметрам. Во-первых, это диапазон рабочих температур. ИС датчика температуры может работать в номинальном диапазоне температур ИС от -55 ° C до + 150 ° C. Второе важное отличие — функциональность.

Кремниевый датчик температуры представляет собой интегральную схему и, следовательно, может включать в себя обширную схему обработки сигналов в том же корпусе, что и датчик. Нет необходимости добавлять схемы компенсации для датчика температуры ICS.Некоторые из них являются аналоговыми схемами с выходом по напряжению или по току. Другие комбинируют аналоговые чувствительные схемы с компараторами напряжения для обеспечения функций оповещения. Некоторые другие микросхемы датчиков сочетают в себе схему аналогового считывания с цифровыми входами / выходами и регистрами управления, что делает их идеальным решением для микропроцессорных систем.

Цифровой выходной датчик обычно содержит датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), двухпроводной цифровой интерфейс и регистры для управления работой ИС. Температура постоянно измеряется и может быть считана в любое время. При желании хост-процессор может дать команду датчику контролировать температуру и установить высокий (или низкий) выход на выходном контакте, если температура превышает запрограммированный предел. Также можно запрограммировать более низкую пороговую температуру, и хост может быть уведомлен, когда температура упадет ниже этого порога. Таким образом, цифровой выходной датчик может использоваться для надежного контроля температуры в микропроцессорных системах.

Датчик температуры

Указанный выше датчик температуры имеет три клеммы и требуется максимум 5.Питание 5 В. Этот тип датчика состоит из материала, который работает в зависимости от температуры для изменения сопротивления. Это изменение сопротивления воспринимается схемой и рассчитывает температуру. При повышении напряжения повышается и температура. Мы можем увидеть эту операцию с помощью диода.

Датчики температуры напрямую подключены к входу микропроцессора и, таким образом, могут напрямую и надежно связываться с микропроцессорами. Сенсорный блок может эффективно взаимодействовать с недорогими процессорами без необходимости в аналого-цифровых преобразователях.

Примером датчика температуры является LM35 . Серия LM35 представляет собой прецизионные датчики температуры на интегральных схемах, выходное напряжение которых линейно пропорционально температуре по Цельсию. LM35 работает при температуре от -55˚ до + 120˚C.

Базовый датчик температуры по шкале Цельсия (от + 2˚C до + 150˚C) показан на рисунке ниже.

Характеристики датчика температуры LM35:
  • Калибровка непосредственно в ˚ Цельсия (Цельсия)
  • Номинальные параметры для полного диапазона л от −55˚ до +150 C
  • Подходит для удаленного применения
  • Низкая стоимость за счет обрезки на уровне пластины
  • Работает от 4 до 30 В
  • Низкое самонагревание,
  • ± 1 / 4˚C типичной нелинейности
Работа LM35:
  • LM35 можно легко подключить так же, как и другие встроенные устройства. датчики температуры контура.Его можно приклеить или закрепить на поверхности, и его температура будет в пределах 0,01 ° C от температуры поверхности.
  • Это предполагает, что температура окружающего воздуха примерно такая же, как температура поверхности; если бы температура воздуха была намного выше или ниже температуры поверхности, фактическая температура штампа LM35 была бы промежуточной между температурой поверхности и температурой воздуха.
Датчики температуры широко используются в управлении окружающей средой и технологическими процессами, а также в испытаниях, измерениях и коммуникациях.Цифровой датчик температуры — это датчик, который выдает 9-битные показания температуры. Цифровые датчики температуры обеспечивают превосходную точность, они рассчитаны на показания от 0 ° C до 70 ° C и позволяют достичь точности ± 0,5 ° C. Эти датчики полностью согласованы с цифровыми показаниями температуры в градусах Цельсия.
  • Цифровые датчики температуры: Цифровые датчики температуры устраняют необходимость в дополнительных компонентах, таких как аналого-цифровой преобразователь, в приложении, и нет необходимости калибровать компоненты или систему при определенных эталонных температурах, если это необходимо, при использовании термисторов.Цифровые датчики температуры решают все, что позволяет упростить базовую функцию контроля температуры системы.

Основные преимущества цифрового датчика температуры заключаются в его точности вывода в градусах Цельсия. Выходной сигнал датчика представляет собой сбалансированное цифровое показание. Для этого не нужны другие компоненты, такие как аналого-цифровой преобразователь, и он намного проще в использовании, чем простой термистор, который обеспечивает нелинейное сопротивление при изменении температуры.

Примером цифрового датчика температуры является DS1621, который обеспечивает 9-битное показание температуры.

Характеристики DS1621:
  1. Никаких внешних компонентов не требуется.
  2. Измеряется диапазон температур от -55⁰C до + 125⁰C с шагом 0,5⁰.
  3. Выдает значение температуры в 9-битном формате.
  4. Широкий диапазон питания (от 2,7 В до 5,5 В).
  5. Преобразует температуру в цифровое слово менее чем за одну секунду.
  6. Термостатические настройки определяются пользователем и являются энергонезависимыми.
  7. Это 8-контактный DIP.
Описание контактов:
  • SDA — 2-проводный последовательный ввод / вывод данных.
  • SCL — 2-проводные последовательные часы.
  • GND — Земля.
  • TOUT — Выходной сигнал термостата.
  • A0 — Ввод адреса чипа.
  • A1 — Ввод адреса чипа.
  • A2 — Ввод адреса чипа.
  • VDD — Напряжение питания.
Работа DS1621:
  • Когда температура устройства превышает заданную пользователем температуру HIGH, тогда выход TOUT становится активным. Выход будет оставаться активным до тех пор, пока температура не упадет ниже заданной пользователем температуры LOW.
  • Заданные пользователем настройки температуры сохраняются в энергонезависимой памяти, поэтому их можно запрограммировать перед установкой в ​​систему.
  • Показание температуры предоставляется в виде 9-битного считывания с дополнением до двух, путем выдачи команды READ TEMPERATURE при программировании.
  • 2-проводной последовательный интерфейс используется для ввода в DS16121 для настроек температуры и вывода показаний температуры с DS1621

Автор фотографии:

Тепловые вопросы в электронном дизайне.Датчик температуры от ADI подчеркивает, почему

Новый ADT7422 от Analog Devices обеспечивает погрешность до ± 0,1 ° C, но время теплового отклика, которое мы обсудим в этой статье, является важной частью повышения точности измерения.

Тепловой расчет для инженеров-электриков

Компоненты

, такие как ADT7422, дают нам хорошую возможность вспомнить о важности тепловых проблем при проектировании электроники.

Хотя нам, возможно, придется полагаться на инженеров-механиков или инженеров-теплотехников для комплексного анализа и моделирования, мы должны быть в состоянии справиться с более основными проблемами, которые на самом деле часто возникают при проектировании цепей питания, датчиков и моторных приводов. .

Вы можете найти информацию по важным тепловым темам в статьях AAC о корпусах ИС с открытыми термопрокладками, методах управления температурой печатных плат, теплоотводе транзисторов и тепловом расчетах для линейных регуляторов.

В этой статье я хочу вкратце обсудить самонагрев и время отклика.

На этом тепловом изображении показаны локальные колебания температуры печатной платы. Изображение любезно предоставлено Гаретом Халфакри. [CC BY-SA 2.0]

Температура окружающей среды vs.IC температура

Уменьшение перепада температур

Во многих приложениях целью датчика температуры является измерение температуры окружающей среды. Это немного сложнее, чем кажется, потому что функциональная интегральная схема рассеивает мощность в виде тепла, и это тепло влияет на температуру ИС и воздуха, непосредственно окружающего ИС.

Таким образом, важным аспектом конструкции датчика температуры является минимизация разницы между местной температурой и температурой окружающей среды.

Частью этой задачи являются проектировщики интегральных схем. Они могут помочь нам, создав высокоэффективные датчики температуры, которые могут эффективно передавать тепло от внутренней части микросхемы к печатной плате.

Однако конструкторы плат

также должны предусмотреть соответствующие пути для отвода тепла. В таблице данных ADT7422 могут быть некоторые рекомендации по разводке печатных плат, которые обеспечат хорошие тепловые характеристики, хотя я не могу вспомнить, является ли это обычным для ИС датчиков.

В любом случае, вы можете использовать стандартные приемы компоновки — тепловые переходные отверстия, большие площади меди, тщательный дизайн трафарета для корпусов с открытыми контактными площадками — чтобы помочь отвести тепло от датчика к печатной плате.

Блок питания на этой компоновке печатной платы демонстрирует использование тепловых переходных отверстий и медных заливок большого размера.

Улучшение времени отклика

Облегчение отвода тепла в печатную плату снижает разницу температур между IC и PCB.Но цель состоит в том, чтобы уменьшить разницу температур между интегральными схемами и окружающей средой, и поэтому мы должны также учитывать физические характеристики печатной платы.

Печатная плата с относительно большой тепловой массой будет стремиться поддерживать свою текущую температуру, несмотря на изменения температуры окружающей среды. Здесь играет роль время отклика.

Даже если нам удастся достичь очень низкой погрешности в стабильных температурных условиях, медленное время отклика приведет к плохой точности, если температура окружающей среды быстро изменится (здесь я предполагаю, что мы ожидаем, что наш датчик улавливает эти изменения — если вы нас интересуют только средние температуры, время отклика не имеет большого значения).

В техническом описании ADT7422 четко указано решение проблемы медленного времени отклика: «установите датчик на минимально возможную печатную плату». Если тепловая масса большой печатной платы снижает чувствительность ваших измерений к кратковременным колебаниям температуры, вы можете рассмотреть возможность создания отдельной печатной платы меньшего размера для датчика и передачи данных измерений по межплатной проводке.

Датчики температуры для медицинских, коммерческих и промышленных приложений

ADT7422 обеспечивает точность до ± 0.10 ° C для температур от 25 ° C до 50 ° C и ± 0,25 ° C от −20 ° C до + 105 ° C; полный рабочий температурный диапазон от −40 ° C до + 125 ° C. Пользовательская калибровка не требуется, измерения оцифровываются с разрешением 16 бит и доставляются через I 2 C.

Эффективное взаимодействие микроконтроллеров обеспечивается двумя настраиваемыми пользователем сигналами прерывания: одним для состояния «критического перегрева», а другим для (предположительно некритического) перегрева и понижения температуры.

Блок-схема ADT7422.Изображение предоставлено Analog Devices

Как вы можете видеть на схеме ниже, требуется несколько внешних компонентов, и если у вас уже есть хороший код I 2 C из предыдущего проекта, включение ADT7422 в новый дизайн должно быть довольно простым.

Схема типичного подключения интерфейса I 2 C. Изображение предоставлено Analog Devices

Шум источника питания

В техническом описании конкретно упоминается, что выходной шум, создаваемый импульсным стабилизатором, может отрицательно повлиять на точность ADT7422.

Тем, кто хочет минимизировать погрешность измерения, Analog Devices рекомендует использовать RC-фильтр, который может снизить амплитуду шума на выводе датчика V DD до менее 1 мВ.

Но не забывайте о времени отклика! Они также заявляют, что этот фильтр должен быть расположен как можно дальше от датчика, чтобы его тепловая масса не ухудшала динамические характеристики.


Есть ли у вас какие-либо методы повышения производительности цепей датчиков температуры? Дайте нам знать в комментариях ниже.

Руководство по работе с датчиком температуры для начинающих

Мониторинг температуры в реальном времени с помощью специальных датчиков температуры гарантирует, что современные меньшие и более быстрые системы работают в безопасной тепловой зоне. Датчики нового поколения отслеживают горячие точки внутренних и внешних компонентов с предельной точностью. Наличие точных, недорогих и простых в использовании сенсорных iC позволяет разработчикам проводить измерения температуры на кристалле, чтобы добиться максимальной производительности от своих систем.

Температура — это наиболее часто измеряемая величина окружающей среды, и многие биологические, химические, физические, механические и электронные системы подвержены влиянию температуры. Некоторые процессы работают хорошо только в узком диапазоне температур. Поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы контролировать и защищать систему.

При превышении температурных пределов электронные компоненты и схемы могут быть повреждены из-за воздействия высоких температур. Измерение температуры помогает повысить стабильность цепи.Измеряя температуру внутри оборудования, можно определить высокие уровни температуры и предпринять действия для снижения температуры системы или даже отключения системы для предотвращения аварий.

Полностью автономный беспроводной датчик температуры с питанием от вибрационного комбайна

В настоящее время используется несколько методов измерения температуры. Наиболее распространенными из них являются термопары, термисторы и интегральные схемы датчиков (ИС). Что больше всего подходит для вашего приложения, зависит от требуемого диапазона температур, линейности, точности, стоимости, характеристик и простоты проектирования необходимой вспомогательной схемы.

Четыре наиболее распространенных типа датчиков температуры:

  1. Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)
  2. Температурный датчик сопротивления (RTD)
  3. Термопара
  4. Полупроводниковые датчики

Термистор NTC

Термистор NTC обеспечивает высокое сопротивление при низких температурах. При повышении температуры сопротивление быстро падает. Это связано с тем, что термистор NTC испытывает такое большое изменение сопротивления на ° C, небольшие изменения температуры отражаются очень быстро и с высокой точностью (0.От 05 до 1,5 ° C). [1]

Датчик температуры RTD

Резистивный датчик температуры измеряет температуру, коррелируя сопротивление элемента RTD с температурой.

Термопары

Термопара состоит из двух разнородных металлов, соединенных вместе на одном конце, для создания небольшого уникального напряжения при заданной температуре. Термоэлектрическое напряжение, возникающее в результате разницы температур от одного конца провода к другому, на самом деле является суммой всех разностей напряжений вдоль провода от конца до конца.

Термопары

доступны в различных комбинациях металлов или калибровок. Четыре наиболее распространенных калибровки — это J, K, T и E. Каждая калибровка имеет свой диапазон температур и среду, хотя максимальная температура зависит от диаметра провода, используемого в термопаре. Например, термопара типа J изготовлена ​​из железа и константановой проволоки.

Термопары типа K

Термопары очень популярны из-за их низкой тепловой массы и широкого диапазона рабочих температур, который может достигать примерно 1700 ° C для обычных типов.Однако чувствительность термопар довольно мала (порядка десятков микровольт на градус Цельсия). Для получения приемлемого выходного напряжения необходим усилитель с низким смещением.

Термисторы

Термисторы — это специальные твердотельные датчики температуры, которые ведут себя как термочувствительные электрические резисторы. Обычно они состоят из полупроводниковых материалов. В основном существует два типа термисторов: с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), которые используются в основном для измерения температуры, и с положительным температурным коэффициентом (PTC), которые используются в основном для управления электрическим током.

Термистор показывает изменение электрического сопротивления при изменении его температуры. Сопротивление измеряется путем пропускания через него небольшого измеренного постоянного тока и измерения возникающего при этом падения напряжения. Когда дело доходит до типа NTC, отрицательный коэффициент может достигать нескольких процентов на ºC, что позволяет схеме термистора обнаруживать мельчайшие изменения температуры, которые нельзя наблюдать с помощью схемы термопары.

Недорогие термисторы часто выполняют простые функции измерения (и определения точки срабатывания) в системах низкого уровня. Термисторы низкой точности часто бывают недорогими. Вы можете найти термометры, которые будут работать в диапазоне температур от -100 ° C до + 550 ° C, хотя большинство из них рассчитаны на максимальные рабочие температуры от 100 ° C до 150 ° C. Простые термостаты или контроллеры на основе термисторов могут быть реализованы с очень небольшим количеством компонентов. Только термистор, компаратор и несколько других компонентов могут сделать эту работу.

Термисторы PTC

Поскольку термисторы являются чрезвычайно нелинейными устройствами, которые сильно зависят от параметров процесса, и их характеристики могут ухудшаться из-за самонагрева, они имеют недостатки в некоторых приложениях.Например, температурная функция сопротивления термистора очень нелинейна, поэтому, если необходимо измерить широкий диапазон температур, вам потребуется выполнить существенную линеаризацию.

ИС датчиков

Существует широкий спектр микросхем датчиков температуры, которые позволяют упростить самый широкий спектр задач по мониторингу температуры. Эти кремниевые датчики температуры существенно отличаются от вышеупомянутых типов по нескольким важным параметрам.

Первый — это диапазон рабочих температур. ИС датчика температуры может работать в номинальном диапазоне температур ИС от -55 ° C до + 150 ° C. Второе важное отличие — функциональность. Кремниевый датчик температуры представляет собой интегральную схему и поэтому может включать в себя обширную схему обработки сигналов в том же корпусе, что и датчик. Нет необходимости добавлять схемы компенсации (или линеаризации) для микросхем температурных датчиков.

Некоторые из них представляют собой аналоговые схемы с выходом по напряжению или по току.Другие комбинируют аналоговые чувствительные схемы с компараторами напряжения для обеспечения функций оповещения. Некоторые другие сенсорные микросхемы сочетают в себе схему аналогового считывания с цифровыми входами / выходами и регистрами управления, что делает их идеальным решением для микропроцессорных систем.

Цифровой выходной датчик обычно содержит датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), двухпроводной цифровой интерфейс и регистры для управления работой ИС. Температура постоянно измеряется и может быть считана в любое время.При желании хост-процессор может дать команду датчику контролировать температуру и установить высокий (или низкий) выход на выходном контакте, если температура превышает запрограммированный предел. Также можно запрограммировать более низкую пороговую температуру, и хост может быть уведомлен, когда температура упадет ниже этого порога. Таким образом, цифровой выходной датчик может использоваться для надежного контроля температуры в микропроцессорных системах.

Как пользоваться?

Датчик температуры выдает аналоговый или цифровой выходной сигнал, мощность которого зависит от температуры датчика.Тепло передается к чувствительному элементу через корпус датчика и его металлические провода. Как правило, датчик в металлическом корпусе имеет преобладающий тепловой путь через корпус. Для датчиков в пластиковых корпусах преобладающим тепловым трактом являются выводы. Таким образом, датчик IC, установленный на плате, отлично справляется с измерением температуры печатной платы.

Если необходимо измерить температуру чего-либо, кроме печатной платы, необходимо убедиться, что датчик и его провода имеют ту же температуру, что и объект, который вы хотите измерить.Обычно это включает обеспечение хорошего механического (и теплового) контакта путем прикрепления датчика и его выводов к измеряемому объекту с помощью теплопроводящей эпоксидной смолы.

Если необходимо измерить температуру жидкости, датчик можно установить внутри металлической трубки с закрытым концом и погрузить в ванну или ввинтить в резьбовое отверстие в резервуаре. Датчики температуры и вся сопутствующая проводка и цепи должны быть изолированными и сухими, чтобы избежать утечки и коррозии.

Любая линейная цепь, подключенная к проводам в неблагоприятных условиях окружающей среды, может иметь отрицательное влияние на работу мощных электромагнитных источников, таких как реле, радиопередатчики, двигатели с искрящими щетками и т. Д., Поскольку ее проводка может действовать как антенна, а внутренние соединения могут действовать как выпрямители.В таких случаях небольшой байпасный конденсатор между контактом источника питания и шиной заземления помогает устранить шум источника питания.

Контроллер интеллектуального вентилятора охлаждения, основанный на ИС датчика температуры LM56, который включает вентилятор при одной температуре, а затем увеличивает его скорость, если температура поднимается выше второго порогового значения.

Также можно добавить фильтрацию выходного сигнала. При использовании аналоговых датчиков, которые не должны напрямую управлять большими емкостными нагрузками, конденсатор выходного фильтра может быть изолирован с помощью резистора низкого номинала (например, цепи Цобеля), включенного последовательно с конденсатором.

Трехконтактный датчик требует трех проводов для питания, заземления и выходных сигналов. При измерении температуры в удаленном месте желательно минимизировать количество проводов между датчиком и основной платой. В таких ситуациях можно использовать двухконтактный датчик. Переход на два провода означает, что питание и сигнал должны сосуществовать на одних и тех же проводах.

От усилителей звука до персональных компьютеров

Усилители звука, которые рассеивают более нескольких ватт, всегда имеют силовые транзисторы или всю интегральную схему усилителя мощности, прикрученную к радиатору.Часто желательно контролировать температуру в усилителе мощности звука, чтобы защитить электронику от перегрева, включив охлаждающий вентилятор или выключив систему. Хороший способ контролировать температуру — установить датчик температуры на радиаторе. Установите корпус датчика, просверлив отверстие в радиаторе и приклейте датчик к радиатору термопастой или теплопроводящей эпоксидной смолой.

Персональные компьютеры последних поколений рассеивают много энергии, что означает, что они имеют тенденцию к нагреву.Микросхемы высокопроизводительных компьютерных процессоров потребляют слишком много энергии и могут сильно нагреваться, чтобы получить чрезвычайно опасные повреждения из-за высокой температуры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *