Podłączenie czujników temperatury

Czujniki temperatury są niezbędnymi elementami wielu urządzeń pomiarowych. Mierzą temperaturę otoczenia i różnych ciał. Urządzenia te znajdują szerokie zastosowanie jako mierniki temperatury nie tylko w produkcji i przemyśle, ale także w życiu codziennym oraz w rolnictwie, czyli tam, gdzie człowiek ze względu na rodzaj wykonywanej działalności musi mierzyć temperaturę. I zawsze pojawia się pytanie, jak prawidłowo podłączyć taki czujnik, aby jego działanie było dokładne i bezbłędne?

Aby podłączyć czujnik temperatury, nie jest wymagana żadna skomplikowana praca, najważniejsze jest dokładne przestrzeganie instrukcji, wtedy wynik się powiedzie, a najtrudniejszą rzeczą, która będzie wymagana do instalacji, jest zwykła lutownica.

Typowy czujnik to jako kompletne urządzenie kabel o długości ponad 2 metrów, na końcu którego bezpośrednio zamocowane jest urządzenie pomiarowe; różni się od kabla kolorem, zwykle czarnym. Podłącz urządzenie do Analogowy do cyfrowego konwertera, który przetwarza sygnał analogowy (prądowy lub napięciowy) z czujnika na cyfrowy.

Jeden z pinów czujnika jest uziemiony, a drugi jest podłączony bezpośrednio do rejestru ADC o rezystancji 3-4 omów. Następnie ADC można podłączyć do modułu akwizycji informacji, który można podłączyć do komputera za pomocą interfejsu USB, gdzie za pomocą specjalnego programu można wykonać określone działania na podstawie otrzymanych danych.

Programy pozwalają na pracę z otrzymanymi informacjami oraz wykonywanie wielu zadań związanych z pomiarem temperatury. Wiele nowoczesnych systemów akwizycji danych jest wyposażonych w specjalne wyświetlacze do monitorowania wykonywanych pomiarów.

Pomimo pozornej prostoty czujniki temperatury mają różne schematy połączeń, ponieważ często konieczne jest uwzględnienie błędów związanych z rezystancją przewodów.

Spójrzmy na konkretny przykład. PT100 ma rezystancję 100 omów przy temperaturze czujnika 0 stopni Celsjusza. Jeśli podłączysz go zgodnie z klasycznym obwodem dwuprzewodowym, używając drutu miedzianego o przekroju 0,12 mm2, a kabel połączeniowy będzie miał 3 metry długości, wówczas same dwa przewody będą miały rezystancję około 0,5 oma , a to da błąd , ponieważ całkowita rezystancja przy 0 stopniach będzie już wynosić 100,5 oma, a ta rezystancja powinna być na czujniku w temperaturze 101,2 stopnia.

Widzimy, że mogą wystąpić problemy z błędami z powodu rezystancji przewodów łączących podczas podłączania do obwodu dwuprzewodowego, ale tych problemów można uniknąć. W tym celu niektóre urządzenia można regulować, na przykład o 1,2 stopnia.Ale taka regulacja nie zrekompensuje w pełni rezystancji drutów, ponieważ same druty zmieniają swoją rezystancję pod wpływem temperatury.

Załóżmy, że część przewodów znajduje się bardzo blisko ogrzewanej komory wraz z czujnikiem, a druga część jest daleko od niej i zmienia swoją temperaturę oraz rezystancję pod wpływem czynników środowiskowych panujących w pomieszczeniu. W takim przypadku rezystancja drutów 0,5 oma podczas ogrzewania do każdych 250 stopni stanie się 2 razy większa i należy to wziąć pod uwagę.

Aby uniknąć pomyłki należy zastosować połączenie trójprzewodowe, aby urządzenie zmierzyło rezystancję całkowitą razem z rezystancją obu przewodów, chociaż można uwzględnić rezystancję jednego przewodu, wystarczy pomnożyć go później przez 2. Następnie rezystancja przewodów jest odejmowana od sumy i pozostaje sam odczyt czujnika. Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskuje się dość dużą dokładność, nawet jeśli można znacząco wpłynąć na rezystancję przewodów.

Jednak nawet obwód trójprzewodowy nie może skorygować błędu związanego z różnym stopniem rezystancji przewodów ze względu na niejednorodność materiału, różne przekroje wzdłuż długości itp. Oczywiście, jeśli długość drutu jest niewielka, błąd będzie znikomy, a nawet przy obwodzie dwuprzewodowym odchylenia odczytów temperatury nie będą znaczące. Ale jeśli przewody są wystarczająco długie, ich wpływ jest bardzo znaczący. Wtedy należy zastosować połączenie czteroprzewodowe, gdy urządzenie mierzy wyłącznie rezystancję czujnika, bez uwzględnienia rezystancji przewodów.

Tak więc obwód dwuprzewodowy ma zastosowanie w przypadkach, gdy:

• Zakres pomiaru nie jest większy niż 40 stopni, a wysoka dokładność nie jest wymagana, dopuszczalny jest błąd 1 stopnia;

• Przewody łączące są wystarczająco duże i krótkie, wtedy ich rezystancja jest stosunkowo niewielka, a błąd samego urządzenia jest w przybliżeniu z nimi współmierny: niech rezystancja przewodów wynosi 0,1 oma na stopień, a wymagana dokładność to 0,5 stopnia, to jest , wynikowy błąd jest mniejszy niż dopuszczalny. Układ trójprzewodowy ma zastosowanie w przypadkach, gdy pomiary dokonywane są w odległościach od 3 do 100 metrów od czujnika, a zasięg wynosi do 300 stopni, z dopuszczalnym błędem 0,5%.

Do dokładniejszych i precyzyjnych pomiarów, gdzie błąd nie powinien przekraczać 0,1 stopnia, stosuje się obwód czteroprzewodowy.

Do przetestowania urządzenia można użyć konwencjonalnego testera. Zakres dla czujników, które mają rezystancję 100 omów przy 0 stopniach, jest odpowiedni tylko od 0 do 200 omów, ten zakres jest dostępny dla każdego multimetru.

Test zostanie wygenerowany w temperaturze pokojowej, podczas ustalania, które z przewodów urządzenia są zwarte, a które są podłączone bezpośrednio do czujnika, następnie mierzą, czy urządzenie wykazuje rezystancję, która powinna być zgodna z paszportem w określonej temperaturze. Na koniec należy upewnić się, że na obudowie nie ma zwarcia. konwerter termiczny, pomiar ten jest wykonywany w zakresie megaomów. Aby w pełni przestrzegać środków bezpieczeństwa, nie dotykaj rękami kabli i skrzynki.

Jeśli podczas testu tester wykaże nieskończenie wysoką rezystancję, jest to znak, że w obudowie czujnika przypadkowo znalazł się tłuszcz lub woda.Takie urządzenie będzie działać przez jakiś czas, ale jego odczyty będą płynne.

Należy pamiętać, że wszystkie prace związane z podłączeniem i sprawdzeniem czujnika należy wykonywać w gumowych rękawiczkach. Urządzenia nie należy demontować, a jeśli coś jest uszkodzone, np. w niektórych miejscach nie ma izolacji przewodów zasilających, to takiego sprzętu nie należy montować. Podczas instalacji czujnik może zakłócać działanie innych urządzeń działających w pobliżu, dlatego należy je najpierw wyłączyć.

Jeśli masz jakiekolwiek trudności, powierz pracę profesjonalistom. Ogólnie rzecz biorąc, zgodnie z instrukcjami, wszystko można zrobić niezależnie, ale w niektórych przypadkach lepiej nie ryzykować. Po zakończeniu instalacji upewnij się, że urządzenie jest mocno zamocowane we właściwym miejscu, jest to bardzo ważne. Pamiętaj, że czujnik jest wyjątkowo wrażliwy na wilgoć. Nie przeprowadzać prac instalacyjnych podczas burzy.

Od czasu do czasu przeprowadzaj kontrole zapobiegawcze, aby upewnić się, że czujnik działa prawidłowo. Ogólnie rzecz biorąc, jego jakość powinna być wysoka, nie oszczędzaj przy zakupie czujnika, wysokiej jakości urządzenie nie może być bardzo tanie, tak nie jest, gdy musisz spróbować zaoszczędzić pieniądze.