Připojení teplotních čidel

Snímače teploty jsou základními prvky mnoha měřicích zařízení. Měří teplotu prostředí a různých těles. Tato zařízení jsou široce používána jako měřiče teploty nejen ve výrobě a průmyslu, ale také v každodenním životě a v zemědělství, tedy tam, kde lidé kvůli svému druhu činnosti potřebují měřit teplotu. A vždy se nabízí otázka, jak takové čidlo správně zapojit, aby jeho fungování bylo přesné a bezchybné?

Pro připojení teplotního senzoru není nutná žádná složitá práce, hlavní věcí je přesně dodržovat pokyny, pak bude výsledek úspěšný a nejtěžší věc, kterou bude instalace vyžadovat, je obyčejná páječka.

Typickým snímačem je jako kompletní zařízení kabel delší než 2 metry, na jehož konci je přímo připojeno měřící zařízení; od kabelu se liší barvou, obvykle černou. Připojte zařízení k analogově-digitální převodník, který převádí analogový signál (proud nebo napětí) ze senzoru na digitální.

Jeden z pinů snímače je uzemněn a druhý je připojen přímo k registru ADC s odporem 3-4 ohmy. Poté lze ADC připojit k modulu sběru informací, který lze připojit k počítači přes rozhraní USB, kde lze pomocí speciálního programu provádět určité akce na základě přijatých dat.

Programy umožňují pracovat s přijatými informacemi a provádět mnoho úkolů souvisejících s měřením teploty. Mnoho moderních systémů sběru dat je vybaveno speciálními displeji pro sledování provedených měření.

Navzdory zjevné jednoduchosti mají teplotní senzory různá schémata připojení, protože je často nutné vzít v úvahu chyby spojené s odporem vodičů.

Podívejme se na konkrétní příklad. PT100 má odpor 100 ohmů při teplotě senzoru 0 stupňů Celsia. Pokud jej zapojíte podle klasického dvouvodičového zapojení pomocí měděného vodiče o průřezu 0,12 mm2 a propojovací kabel bude dlouhý 3 metry, pak samotné dva vodiče budou mít odpor přibližně 0,5 Ohm. a to způsobí chybu, protože celkový odpor při 0 stupních již bude 100,5 ohmů a tento odpor by měl být na snímači při teplotě 101,2 stupňů.

Vidíme, že při zapojení do dvouvodičového obvodu může dojít k chybovým problémům způsobeným odporem propojovacích vodičů, ale těmto problémům se lze vyhnout. K tomu lze některá zařízení upravit např. o 1,2 stupně.Ale takové nastavení nebude plně kompenzovat odpor drátů, protože samotné dráty mění svůj odpor pod vlivem teploty.

Předpokládejme, že některé z vodičů jsou umístěny velmi blízko vyhřívané komory spolu se snímačem a druhá část je od ní daleko a mění svou teplotu a odpor pod vlivem faktorů prostředí v místnosti. V tomto případě se odpor vodičů 0,5 Ohm během zahřívání na každých 250 stupňů zvýší dvakrát, což je třeba vzít v úvahu.

Aby nedošlo k omylu, použijte třívodičové zapojení, aby zařízení změřilo celkový odpor společně s odporem obou vodičů, i když můžete vzít v úvahu odpor jednoho vodiče, vynásobte jej později 2. Poté se odpor vodičů se odečte od součtu a zůstane údaj samotného snímače. Tímto řešením je dosaženo celkem vysoké přesnosti, i když lze výrazně ovlivnit odpor vodičů.

Ani třívodičový obvod však nedokáže opravit chybu spojenou s různou mírou odporu vodičů z důvodu nehomogenity materiálu, různých průřezů po délce atp. Samozřejmě, pokud je délka drátu malá, pak bude chyba zanedbatelná a dokonce i u dvouvodičového obvodu nebudou odchylky v naměřených teplotách významné. Ale pokud jsou dráty dostatečně dlouhé, pak je jejich vliv velmi významný. Pak byste měli použít čtyřvodičové připojení, když zařízení měří výhradně odpor snímače, bez zohlednění odporu vodičů.

Dvouvodičový obvod je tedy použitelný v případech, kdy:

• Rozsah měření není vyšší než 40 stupňů a není vyžadována vysoká přesnost, je přijatelná chyba 1 stupně;

• Propojovací vodiče jsou dostatečně velké a krátké, pak je jejich odpor relativně malý a chyba samotného zařízení je jim přibližně úměrná: odpor vodičů nechť je 0,1 Ohm na stupeň a požadovaná přesnost je 0,5 stupně, že je , výsledná chyba je menší než přípustná. Třívodičový obvod je použitelný v případech, kdy se měření provádějí ve vzdálenosti 3 až 100 metrů od snímače a rozsah je do 300 stupňů s dovolenou chybou 0,5 %.

Pro přesnější a přesnější měření, kde by chyba neměla přesáhnout 0,1 stupně, se používá čtyřvodičový obvod.

K testování zařízení lze použít běžný tester. Rozsah pro snímače, které mají odpor 100 ohmů při 0 stupních, je vhodný pouze od 0 do 200 ohmů, tento rozsah je k dispozici pro jakýkoli multimetr.

Test bude generován při pokojové teplotě, přičemž se zjišťuje, které vodiče zařízení jsou zkratované a které jsou připojeny přímo k čidlu, dále se změří, zda zařízení vykazuje odpor, který má být podle pasu při určité teplotě. Nakonec se musíte ujistit, že na krytu není zkrat. tepelný měnič, toto měření se provádí v rozsahu megaohmů. Abyste plně dodrželi bezpečnostní opatření, nedotýkejte se kabelů a krabičky rukama.

Pokud během testu tester vykazuje nekonečně vysoký odpor, je to známka toho, že v pouzdře snímače byla náhodně nalezena mastnota nebo voda.Takové zařízení bude chvíli fungovat, ale jeho hodnoty budou plovoucí.

Je důležité si uvědomit, že všechny práce na připojení a kontrole snímače by měly být prováděny v gumových rukavicích. Zařízení by se nemělo rozebírat a pokud je něco poškozeno, například na některých místech není izolace napájecích kabelů, pak by se takové zařízení nemělo instalovat. Během instalace může senzor rušit ostatní zařízení pracující v okolí, proto je třeba je nejprve vypnout.

Pokud máte nějaké potíže, svěřte práci profesionálům. Obecně platí, že podle pokynů lze vše provést nezávisle, ale v některých případech je lepší neriskovat. Po dokončení instalace se ujistěte, že je zařízení pevně upevněno na správném místě, to je velmi důležité. Pamatujte, že senzor je extrémně citlivý na vlhkost. Neprovádějte instalační práce během bouřky.

Čas od času provádějte preventivní kontroly, abyste se ujistili, že snímač funguje dobře. Obecně platí, že jeho kvalita by měla být vysoká, při nákupu snímače nešetřete, kvalitní zařízení nemůže být příliš levné, to není případ, kdy se musíte snažit šetřit.