Pripojenie snímačov teploty

Snímače teploty sú základnými prvkami mnohých meracích zariadení. Meria teplotu prostredia a rôznych telies. Tieto prístroje sú široko používané ako merače teploty nielen vo výrobe a priemysle, ale aj v každodennom živote a v poľnohospodárstve, teda tam, kde ľudia kvôli svojmu druhu činnosti potrebujú merať teplotu. A vždy je tu otázka, ako správne pripojiť takýto snímač, aby jeho fungovanie bolo presné a bezchybné?

Na pripojenie snímača teploty nie je potrebná žiadna zložitá práca, hlavnou vecou je presne dodržiavať pokyny, potom bude výsledok úspešný a najťažšia vec, ktorá bude potrebná na inštaláciu, je obyčajná spájkovačka.

Typický snímač je ako kompletné zariadenie kábel dlhý viac ako 2 metre, na konci ktorého je priamo pripevnené meracie zariadenie; od kábla sa líši farbou, zvyčajne čiernou. Pripojte zariadenie k analógovo-digitálny prevodník, ktorý prevádza analógový signál (prúd alebo napätie) zo snímača na digitálny.

Jeden z pinov snímača je uzemnený a druhý je pripojený priamo na register ADC s odporom 3-4 ohmy. Potom môže byť ADC pripojený k modulu na získavanie informácií, ktorý je možné pripojiť k počítaču cez rozhranie USB, kde je možné pomocou špeciálneho programu vykonávať určité akcie na základe prijatých údajov.

Programy umožňujú pracovať s prijatými informáciami a vykonávať mnohé úlohy súvisiace s meraním teploty. Mnoho moderných systémov zberu údajov je vybavených špeciálnymi displejmi na sledovanie vykonaných meraní.

Napriek zjavnej jednoduchosti majú snímače teploty rôzne schémy pripojenia, pretože je často potrebné brať do úvahy chyby spojené s odporom drôtov.

Pozrime sa na konkrétny príklad. PT100 má odpor 100 ohmov pri teplote snímača 0 stupňov Celzia. Ak ho pripojíte podľa klasického dvojvodičového zapojenia medeným vodičom s prierezom 0,12 mm2 a prepojovací kábel bude dlhý 3 metre, potom samotné dva vodiče budú mať odpor približne 0,5 Ohm. a to spôsobí chybu, pretože celkový odpor pri 0 stupňoch už bude 100,5 ohmov a tento odpor by mal byť na snímači pri teplote 101,2 stupňov.

Vidíme, že pri pripojení k dvojvodičovému obvodu môžu nastať problémy s chybami v dôsledku odporu spojovacích vodičov, ale týmto problémom sa dá vyhnúť. Na tento účel je možné niektoré zariadenia nastaviť napríklad o 1,2 stupňa.Takéto nastavenie však nebude úplne kompenzovať odpor drôtov, pretože samotné drôty menia svoj odpor pod vplyvom teploty.

Predpokladajme, že niektoré z drôtov sú umiestnené veľmi blízko vyhrievanej komory spolu so snímačom a druhá časť je od nej ďaleko a mení svoju teplotu a odpor pod vplyvom faktorov prostredia v miestnosti. V tomto prípade sa odpor vodičov 0,5 Ohm počas zahrievania na každých 250 stupňov zvýši dvakrát, čo je potrebné vziať do úvahy.

Aby nedošlo k omylu, použite trojvodičové zapojenie, aby zariadenie meralo celkový odpor spolu s odporom oboch vodičov, aj keď môžete počítať s odporom jedného vodiča, len ho neskôr vynásobte 2. odpor vodičov sa odpočíta od súčtu a zostane čítanie samotného snímača. Týmto riešením je dosiahnutá celkom vysoká presnosť, aj keď môže byť výrazne ovplyvnený odpor vodičov.

Ani trojvodičový obvod však nedokáže opraviť chybu spojenú s rôznym stupňom odporu vodičov z dôvodu nehomogenity materiálu, rôznych prierezov po dĺžke atď. Samozrejme, ak je dĺžka drôtu malá, potom bude chyba zanedbateľná a dokonca aj pri dvojvodičovom obvode nebudú odchýlky v teplotných údajoch významné. Ak sú však drôty dostatočne dlhé, ich vplyv je veľmi významný. Potom by ste mali použiť štvorvodičové pripojenie, keď zariadenie meria výlučne odpor snímača, bez zohľadnenia odporu vodičov.

Takže dvojvodičový obvod je použiteľný v prípadoch, keď:

• Rozsah merania nie je vyšší ako 40 stupňov a nevyžaduje sa vysoká presnosť, prijateľná je chyba 1 stupňa;

• Spojovacie vodiče sú dostatočne veľké a krátke, potom je ich odpor relatívne malý a chyba samotného zariadenia je s nimi približne úmerná: odpor vodičov nech je 0,1 Ohm na stupeň a požadovaná presnosť je 0,5 stupňa, tj. je , výsledná chyba je menšia ako prípustná. Trojvodičový obvod je použiteľný v prípadoch, keď sa merania vykonávajú vo vzdialenosti 3 až 100 metrov od snímača a dosah je až 300 stupňov s prípustnou chybou 0,5%.

Pre presnejšie a presnejšie merania, kde by chyba nemala presiahnuť 0,1 stupňa, sa používa štvorvodičový obvod.

Na testovanie zariadenia možno použiť bežný tester. Rozsah pre snímače, ktoré majú odpor 100 ohmov pri 0 stupňoch je vhodný len od 0 do 200 ohmov, tento rozsah je dostupný pre akýkoľvek multimeter.

Test sa vygeneruje pri izbovej teplote, pričom sa zisťuje, ktoré vodiče zariadenia sú skratované a ktoré sú pripojené priamo k senzoru, následne sa meria, či zariadenie vykazuje odpor, ktorý by mal byť podľa pasu pri určitej teplote. Nakoniec sa musíte uistiť, že na kryte nie je skrat. tepelný konvertor, toto meranie sa vykonáva v rozsahu megaohmov. Aby ste plne dodržali bezpečnostné opatrenia, nedotýkajte sa káblov a skrinky rukami.

Ak počas testu tester vykazuje nekonečne vysoký odpor, je to znamenie, že v kryte snímača sa náhodne našla mastnota alebo voda.Takéto zariadenie bude chvíľu fungovať, ale jeho hodnoty budú plávajúce.

Je dôležité mať na pamäti, že všetky práce na pripojení a kontrole snímača by sa mali vykonávať v gumených rukaviciach. Zariadenie by sa nemalo rozoberať a ak je niečo poškodené, napríklad na niektorých miestach nie je izolácia napájacích káblov, takéto zariadenie by sa nemalo inštalovať. Počas inštalácie môže snímač rušiť ostatné zariadenia pracujúce v blízkosti, preto je potrebné ich najskôr vypnúť.

Ak máte nejaké ťažkosti, zverte prácu odborníkom. Vo všeobecnosti sa podľa pokynov môže všetko robiť nezávisle, ale v niektorých prípadoch je lepšie neriskovať. Po dokončení inštalácie sa uistite, že je zariadenie pevne pripevnené na správnom mieste, je to veľmi dôležité. Pamätajte, že snímač je mimoriadne citlivý na vlhkosť. Nevykonávajte inštalačné práce počas búrky.

Z času na čas vykonajte preventívne kontroly, aby ste sa uistili, že snímač funguje dobre. Vo všeobecnosti by mala byť jeho kvalita vysoká, pri kúpe snímača nešetrite, kvalitné zariadenie nemôže byť veľmi lacné, nie je to tak, keď sa musíte snažiť šetriť.