Датчики измерения температуры используются для контроля веществ в твердом, жидком или газообразном состоянии. В зависимости от целей применения, схема строения прибора будет видоизменяться. Но чтобы выбрать подходящий инструмент необходимо обращать внимание на одни и те же нюансы.

Виды, конструкция и принципы действия

Термопара

Датчик включает в себя две проволоки из разных металлов, спаянных между собой. Для отношения концов друг с другом в зоне постоянной температуры, в конструкцию добавляют удлиняющие провода из двух металлов. Когда на концы проводов действуют разные температуры (например, при помещении датчика в горячую воду), то в цепи появляется электрический ток. Сила возникшего тока (от 40 до 60 мкВ) зависит от используемого материала термопары, который влияет на термоэлектрическую силу прибора.

В практике можно встретить железоникелевые, хромоалюминиевые, медно-константановые и так далее. В дешевых моделях используются неблагородные металлы (аналогичных термоэлектродам) для удлиняющих проводов, а в дорогих – благородные металлы, которые способы развивать аналогичную термо-ЭДС, что и электроды (необходимо для уменьшения стоимости высококлассным приборов).

Термопара относится к датчикам с высокой точностью. Проблемой устройства является сложность получения замеренного значения. Термопара действует по принципу относительности отличия температур между разъемами. Горячий спай помещается в замеряемое вещество, а холодный остается находиться в окружающей среде.

При необходимости использования термопары работа проводится следующим образом. Температуру холодного спая необходимо компенсировать, для чего вторую термопару помещают в среду с известным показателем.

Если используется программный способ компенсации, второй датчик помещается в изометрическую камеру, где находятся холодные спаи, что позволяет контролировать температуру с высокой точностью. Самое сложное в работе с одноконтактной термопарой – снять показатели.

В ГОСТе прописаны коэффициенты, необходимые для перевода ЭДС в показатель температуры и наоборот. Подсчет также может вестись при помощи контроллера.

Но получаемый от термопары показатель ЭДС измеряется в единицах и сотнях микровольт. Поэтому использование аналоговых преобразователей не будет успешным. Для сборки специальной конструкции, цель которой – получение точных результатов, потребуются малошумящие аналоговые преобразователи.

На практике для устранения имеющихся погрешностей используют автоматическое введение поправки на температуру свободных концов. Под этим подразумевают введение моста с плечами в виде медного и манганинового терморезисторов.

Терморезисторы

Терморезисторы делятся по типу зависимости сопротивления от температуры. Они могут быть отрицательными (NTC) или положительными (PTC).

Измерения легче проводить при помощи терморезисторов. Принцип работы построен на сопротивлении материалов внешней температуре. Высокая точность присуща для приборов, изготовленных из платины. На работу терморезисторов влияют две характеристики.

Первая – базовое сопротивление, второе – температура, при которой оно определяется. ГОСТ устанавливает, что определение должно проходить при 0 градусов по Цельсию. В нормативном документе указывается, что рекомендуется использовать несколько номиналов сопротивлений, определяемых в Омах, а также температуры, что позволит сопоставить результаты при 0°С и другом показателе. Для этого используется следующая формула:

Ткс = (Re – R0c) / (Te – T0c) *1/R0c

Температурный коэффициент будет изменяться в зависимости от используемого материала для термометров, что отражено в ГОСТе. В нормативном документе также указываются коэффициенты полинома, необходимые для расчета в зависимости от текущего сопротивления.

Термометры сопротивления обладают одним минусом – низкий температурный коэффициент сопротивления. Несмотря на этот нюанс, использование терморезисторов проще по сравнению с принципом работы термопары.

Способы измерения будут зависеть от комплектации модели. Базовые терморезисторы необходимо включать в цепь с источником тока и контролируемого дифференциального напряжения. Чтобы корректно определить доли единицы процента получаемых от температурного коэффициента проводников, лучше использовать аналого-цифровые преобразователи.

Если в датчик уже встроен аналоговый выход, соответствующий питаемому напряжению, то для оцифровывания можно напрямую подключать терморезистор к преобразователю

Комбинированные

Комбинированные датчики включают в себя несколько полупроводников, объединенных в единое устройство. Датчики могут иметь встроенный цифровой интерфейс, а не только интегральные схемы с выходом. Часто используется комбинированный датчик благодаря возможности подключения параллельных устройств. Погрешность при расчете температуры равна 2 °С, а при определении влажности – 5%. Проблема в таком датчике одна – оптимизация интерфейса.

Цифровые

В цифровых датчиках устанавливается трехвыводная микросхема. Показатели считываются с нескольких параллельно работающих датчиков, что позволяет получить показания с точностью 0,5 °С. Работа электронного термометра возможна от -55 до +125 °С. Единственным минусом устройства является скорость получения результатов – 750 секунд для получения максимально точного показателя. Определение точности прибора осуществляется при помощи соответствующих регулировок, которые необходимы для уменьшения количества затрачиваемого времени на получение результата. Опрос датчика не имеет смысла, так как корпус является инерционным.

Бесконтактные

Работа датчика основана на нагревании тонкой пленки, что осуществляется благодаря воздействию инфракрасных лучей. Встретить подобную технологию можно в пирометрических устройствах. В отличии от контактного, получить данные можно на расстоянии.

Кварцевые преобразователи температуры

Если диапазон изменяемых температур превышает стандартные значения и достигает отметки от -80 до +250°С, то используются кварцевые преобразователи. Такие устройства работают на принципе взаимодействия кварца и температуры, отражаемого частотной зависимостью. Преобразователь имеет несколько функций, которые меняются в зависимости от расположения среза по осям кристалла.

Кварцевые датчики отличаются высокой точностью, стабильностью и разрешением. Являются более перспективными способами измерения температуры. Часто можно встретить в цифровых термометрах.

Шумовые

Шумовой датчик служит для получения показателей по принципу разности потенциалов на резисторе, которые меняются в зависимости от температуры. На практике подобный способ измерения имеет условие – одна из температур должна быть известна, а вторая — измеряемая. Два полученных шума от различных температур сравнивают и находят искомое значение.

Работа датчика возможна от -270 до +1100 °С. Из преимуществ отмечается возможность измерения температур в термодинамике. Но минусом является сложность реализации такого способа измерения напряжения шумом из-за наличия различий с шумом усилителя.

Ядерного квадрупольного резонанса

Принцип работы биметаллического термометра основывается на действии градиента поля тока решетки кристалла и момента ядра, вызванного отклонением заряда от симметрии сферы. При помощи такого процесса создается процессия ядер. Частота напрямую зависит от градиента поля решетки. В зависимости от вещества, величина показателя может подниматься до нескольких тысяч МГц. Чем выше температура, тем меньше частота ЯКР.

ЯКР образует ампулу с веществом, которая помещается в обмотку индуктивности для дальнейшего соединения с контуром генератора. Если частота генератора и частота ЯКР совпадают, то исходящая от генератора энергия поглощается. При измерении вещества с температурой -263°С погрешность составляет 0,02 градуса, а при температуре 27°С, погрешность равна 0,002 градуса. Из преимуществ датчика выделяют неизменную стабильность. Минусом является значительная нелинейность преобразующей функции.

Объемные преобразователи

Принцип работы иного рода биметаллического термометра построен на свойстве веществ расширяться и сжиматься в зависимости от действующей температуры. Диапазон действия преобразователя определяется в зависимости от стабильности материала. Датчик может использоваться при температурах от -60 до +400°С. Погрешность составит от 1 до 5%.

При определении температуры датчиками на жидкости погрешность падает до 1-3% в зависимости от температурной среды. Температура закипания и замерзания жидкости также будет влиять на интервал работы датчика.

Если датчик измеряет преобразователи на газе, то граница измерения зависит от точки перехода газа в жидкое состояние и стойкостью баллона в воздействующей температуре.

Канальный

Все цифровые термометры относятся к канальным, так как для передачи сигналов они используют каналы. В зависимости от количества таких “магистралей” определяется канальность устройства. Так термометр Testo 925 относится к 1-канальным, в основе работы лежит термопара, как и у термометра Testo 735-2 – 3-канального. А Testo 810 – 2-канальный прибор с инфракрасным термометром.

Виды

  1. Погружной

Подобные измерители используются в местах, где могут быть непосредственно погружены внутрь локальных хранилищ воды. Они подключены проводами к головному процессоры, в который передают считываемые данные. Процессор расшифровывает полученные данные и подает сигналы для соответствующего нагревания или охлаждения жидкости согласно заранее заданным параметрам работы.

Погружной датчик температуры TeS-W31

Для примера так работает отопительный прибор Zota Lux. Прибор может быть подключен не только к отопительным радиаторам и батареям, но и также может обогревать элементы «теплого пола». Датчик температуры воды zota 1 3 6 используется для измерения воды внутри себя, не позволяя зота люкс, кипятится больше заданного пользователем параметра. Помимо этого при отоплении больших помещений также могут использоваться наружные измерители тепла.

  1. Накладной

Такие датчики крепятся снаружи непосредственно на трубу при помощи хомута. Они снимают измерения с воды внутри трубы. Такой датчик температуры воды может использоваться в большой котельной для сравнения показатель уходящей температуры воды и приходящей обратно.

Однако для котла принято использовать именно погружной.

Накладные часто используют в домашних условиях для измерения качества отопления в доме. А также в иных трубах раскинутых на большом расстоянии, для съемки качественных показаний с каждого из участков ее протяженности.

Использование

На текущий момент пользуются популярностью погружные датчики VSP для измерений температур вентиляции, отопления и кондиционирования. Большую популярно VSP приносит длительный стаж пребывания на отечественном рынке, а также тот факт что это измеритель Российского производства.

Отсюда же вытекает, что все факторы способные повлиять на их работу, на просторах страны – учтены. Дефекты устранены. Приятным дополнением является и тот факт, что VSP намного дешевле большинства конкурентов в своем сегменте.

Для наглядного примера рассмотрим основные технические данные VSP-3:

  • материал гильзы – нержавеющая сталь;
  • диапазон подключения от минус 5 до плюс 180 градусов;
  • исправная работа при влажности до 95%;
  • сопротивление изоляции больше 100Мом при 20 градусах Цельсия;
  • класс защиты IP54;
  • длина кабеля 1.5 метра;
  • резьба крепления – G1/2”;
  • тип подключения двух проводной клеммный.

Установка домашнего отопления

Граждане Российской федерации всё чаще стараются выбраться из душных мегаполисов в частные сектора, по праву считая жизнь в частном доме более комфортной. Обживание частного дома невозможно без качественного отопления. Поэтому в домах устанавливают отопительные котлы. А для котла нужны датчики. Их нужно много, в особенности, если дом двух или даже трех этажный. Каждое помещение, требующее своего индивидуального отопления, нуждается в установленном измерителе температур.

Котел по праву считается универсальным решением для частного дома. Помимо обеспечения дома теплом, он дает необходимую в доме горячую воду. А при определенных запросах обеспечит водой и теплом вашу сауну, баню или даже наполнит бассейн зимой. Датчики при этом используются повсеместно – измеряя, регистрируя, передавая информацию с определенными временными интервалами или в режиме реального времени.

В среднем для домашнего отопительного котла нужно два накладных датчика, не считая уже установленного внутри него самого. Для котла больным местом является проблема низкого КПД. Расходы на отопления зачастую несопоставимы самому отоплению. Во многом это конечно проблема потери тепла самого дома, с которой необходимо бороться, но есть и другие факторы.

Тарас Каленюк

Если вы уверенны в качестве теплоизоляции вашего дома, и провели все необходимые замеры теплопотери, то можно приступать к анализу самого котла. 80% эффективности систем отопления зависит от правильного функционирования именно трубопроводов и радиаторов.

Для измерения всех погрешностей и потерь вы можете вызвать специалиста, но благодаря датчикам, установленным на всех этапах отопления и существующих онлайн калькуляторов, вы можете плюс минус рассчитать и сами. Благодаря собранным измерениям вы можете поднять эффективность вашего отопления путем модернизации элементов, или установки более правильных режимов подогрева в котле. Эти изменения снизят в первую очередь ваши расходы в дальнейшем, и при этом улучшат теплоотдачу обогревателя сейчас.

Если посмотреть на ваши радиаторы через тепловизор во время отопления, можно увидеть их проблемы и «болезни». К таковым относятся неотапливаемые углы и участки радиатора.

Почему это происходит? Это происходит по нескольким факторам, таким как качество самих радиаторов, качество воды и отопительного котла. В результате своей службы в радиаторах могут скапливаться тяжелые вещества, оседающие на стенках радиатора, или в результате износа самих труб. Особенно ярко это видно, если посмотреть через тепловизор на старые чугунные батареи, монтированные еще в советское время.

Тепловизор отчетливо покажет темные места. Иногда проблемы достигают таким размеров что, несмотря на исправно идущую горячую воду, сама батарея не отапливает от слова совсем. В не либо совсем нет места для прохождения кипятка, либо он идет очень тонкой полоской.

Рекомендуем купить

Автоматика твердотопливного котла

Для регулирования работы котла можно установить управляющий блок, к которому можно подключить как температурные датчики на улице, так и в помещении. При этом связь с блоком может обеспечиваться как проводным способом, так и беспроводным, что облегчает процесс управления и настройки параметров.

Одним из самых эффективных способов регулирования рабочей температуры котла является автоматическая система управления, включающая такие элементы:

  • трубу для нагнетания воздуха;
  • вентилятор;
  • контролер с блоком управления;
  • циркуляционный насос.

В этом случае регулировка датчика температуры котла происходит за счет управляемого дозирования количества кислорода, поступающего в топку, за подачу которого отвечают контролер и вентилятор. В зависимости от программы, контроллер посылает команду вентилятору и за счет смены частоты вращения изменяется объем поддаваемого кислорода, а соответственно и количество вырабатываемой тепловой энергии.

Но использование такого способа для регулирования температуры имеет некоторые особенности, связанные с тем, что в процессе горения, количество топлива в камере сгорания уменьшается, и, соответственно чтобы не допустить процесса затухания необходимо перекрыть подачу кислорода. С этой целью справляется специальный гравитационный клапан, который, при отсутствии работы вентилятора, ограничивает или совсем закрывает доступ воздуха в топку.

Твердотопливные котлы для дома и оборудование для регулирования температуры

Компания «Alfatep» предлагает большой выбор твердотопливных котлов, а также дополнительного оборудования для них, в том числе и датчиков регулировки температурного режима. Кроме механических устройств можно приобрести и управляющий блок автоматики, позволяющий максимально точно и легко настроить работу отопительного оборудования.

Выбор необходимого оборудования для котла и вопросы его комплектации лучше доверить профессионалам. Наши специалисты всегда готовы оказать консультативную помощь по всем вопросам, а воспользоваться их услугами можно как по телефону, так и на сайте нашего интернет-магазина «Alfatep».

Оформить покупку котла для системы отопления, его доставку на объект или заказ на услуги по монтажу и наладке оборудования можно не выходя из дома, прямо на сайте компании.

В интернет-магазине «Первый Магазин Сантехники» вы всегда можете купить комнатный датчик температуры для котла. Мы рады предложить высококачественную продукцию известных производителей по выгодной стоимости. Вы с легкостью сделаете заказ онлайн и получите нужный датчик в кратчайшие сроки.

Беспроводные датчики

В последнее время наиболее распространенными стали беспроводные модели, с помощью которых можно получать информацию посредством вспомогательной электроники. Это позволяет монтировать прибор почти в любом месте, даже на улице или в отдельном помещении.

Среди основных характеристик таких датчиков:

  • погрешность измерений;
  • наличие батареек;
  • дальность действия сигнала.

Проводные модели

Если речь идет о простой схеме, то можно воспользоваться проводным датчиком. Сигнал в этом случае будет передаваться к управляющему устройству термометра по проводам. Вероятность ошибки или неправильных данных гораздо меньше по сравнению с беспроводными вариантами. Для того чтобы обеспечить лучшую коммуникацию дистанционных термометров с остальным оборудованием, рекомендуется приобретать модели одного производителя.

Разновидности датчиков по способу снятия показаний

Температурный датчик для отопления может классифицироваться по способу снятия показаний, приборы могут быть:

  • биметаллическими;
  • спиртовыми.

Первые из перечисленных конструкций предполагают наличие двух металлических пластин и стрелочного индикатора, пластины выполняются из разных металлов. Одна из них при нагреве деформируется, создавая давление на стрелку. Эта методика отличается высокой точностью, но характеризуется недостатком, выраженным в высокой инертности. Средняя стоимость таких датчиков — от 600 до 900 р.

О спиртовой разновидности

Отопления могут быть спиртовыми. Если проводить их сравнение с вышеописанным, то в данном случае инертность отображения значений почти отсутствует. Во многом принцип работы схож с традиционным термометром. В герметичную колбу помещается спиртосодержащий состав, который расширяется при нагреве. На колбе отметки указывают на значение нагрева воды. Конструкция довольно проста, но для наблюдения за показаниями не очень удобна. Заплатить за спиртовой датчик придется примерно 1900 р.

Перед тем как устанавливать такие датчики температуры для котлов отопления, необходимо ознакомиться с инструкцией. Из нее вы сможете узнать монтажные размеры для подсоединения к патрубку, рекомендации по эксплуатации и граничные температурные значения. Приобретая погружной датчик, вы должны учитывать еще и длину гильзы, она может изменяться от 120 до 160 мм.

Купить датчик температуры котла

Выбирая датчик температуры воздуха для котла, можно остановиться на модели, замеряющей температуру воздуха в комнате или за пределами помещения. Принимая решение купить комнатный индикатор, пользователь получает приспособление, способное регулировать интенсивность сгорания газа, твердого топлива, в соответствии с заданной температурой в помещении. Наружные датчики корректируют работу отопительной системы, в зависимости от погодных условий. Оба варианта позволяют снизить расходы на коммунальные услуги, обеспечить более точную работу отопительного оборудования.

В нашем интернет-магазине можно приобрести дополнительное оснащение, запчасти к котлам различных брендов. Выбирая комплектующие, важно ориентироваться на рекомендации производителей, покупать совместимые модели.

Чтобы приобрести датчик температуры котла, вам не придется тратить время на поиски нужной модели. Удобные фильтры, понятный интерфейс, помогут оперативно справиться с поиском подходящей модели, оформлением заказа. Демократичные цены, оперативная доставка в любой регион России, сделают покупку приятной.

Компания НПП «Прома» является одним из ведущих производителей продукции для автоматизации промышленных производств в города России: Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Казань, Челябинск, Омск, Самара, Ростов-на-Дону, Уфа, Красноярск, Пермь, Воронеж, Волгоград, Краснодар, Рязань.

Параметры выбора

Чтобы осуществить корректный выбор подходящего термометра, необходимо определить несколько условий, которые должны соответствовать для комфортной работы прибором.

Диапазон рабочей температуры

Необходимо знать, в каких температурах будет задействован термометр. Также нужно определить, какая погрешность будет приемлемой при получении результатов. Если диапазон температур небольшой, то подойдут термисторы. В самых суровых условиях работоспособны преимущественно шумовые приборы.

Условия проведения замеров

Возможно ли поместить термометр в среду или материал, который нужно заменить. Если нет, то получить данные можно при помощи радиационных термометров, которые замеряют температуру сквозь препятствия.

Время работы до калибровки или замены

Установить условия работы датчика. Окружающая обстановка может быть стандартной, с высокой влажность, окислительной, пожароопасной и так далее.

Величина сигнала выхода

Сигнал выхода должен соответствовать возможностям электроизмерительных приборов для дальнейшей обработки получаемых данных. Зависит это от полученных показателей температуры, преобразуемых в энергию.

Другие технические данные

Также при определении подходящего типа датчика температуры необходимо обращать внимание на второстепенные факторы. Эти нюансы позволяют выбрать самый подходящий аппарат для получения необходимых данных.

Погрешность

Для получения самых точных результатов потребуется большое количество времени. Лучший показатель выдает биметаллический термометр, построенный по принципу ЯКР и цифровые. Первые – быстрее, а вторые – точнее.

Разрешение

Этот показатель позволяет получить от датчика более точные приращениям дискретности измерения температуры. Ярким представителем является DS18B20, который может работать в разрешении 9,10,11 и 12 бит. Самый малый режим даст 0.5°C, а максимальный — 0.0625°C.

Напряжение

На величину выходного напряжения будет влиять сопротивление резистора. В зависимости от этого напряжение может быть линейным (изменяться в зависимости от температуры) и нелинейным. Для каждого датчика существуют свои эталонные величины на выводах термометра, который зависит от температуры измеряемого объекта.

Время сработки

Показатель отвечает за скорость получения результатов замера. Как правило, быстрые замеры можно получить, имея крупную погрешность. Для устранения этого недостатка потребуется пренебречь временем сработки и увеличить его до необходимого показателя точности.

Назначение температурного датчика

Любая система отопления должна работать под контролем человека. Оператору следует знать, какова температура теплоносителя. Для определения этих показателей требуется для отопления, он позволит следить за расширением объема воды. С помощью него можно наблюдать за текущими данными, предпринимая соответствующие меры, если параметры станут отклоняться от нормы.

Обладает довольно широкой областью использования. Он позволяет визуально просматривать нагрев теплоносителя на отдельных участках, где регистрируются данные на улице и в помещениях. Иногда этот прибор становится частью системы, которая гарантирует автоматическую стабилизацию параметров.

Промышленные термодатчики и сенсоры

Кроме стандартных бытовых термодатчиков бывают промышленные, которые используются исключительно на специальных объектах. Их распространение направлено на определенную группу лиц из-за избыточных возможностей, которые требуются только на производстве. Некоторые из них способны работать в различных нетрадиционных средах и суровых условиях. Выбор подходящих типов осуществляется тем же образом, что и для подбора бытовых датчиков.

Применение

Стоит понимать, что каждый из типов датчиков создан для использования в специальных условиях. Практически во всех сферах производства и жизни требуется знать температуру. Так применять термисторы необходимо для получения абсолютных показателей, для сбора показателей в помещениях – шумовые, для получения максимально точных данных – цифровые и так далее.

Мир датчиков температур охватывает все сферы жизни, где требуется измерение показателей. Это может быть помещение, жидкость или предмет с совершенно различными нюансами. В одних помещениях высокая влажность, в другие нельзя попадать. Аналогичные параллели можно проводить с жидкостями и объектами. При выборе подходящего термометра необходимо обращать внимание на нюансы условий измерения.

Рубрики: Статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *