Подключение датчика температуры — типы, устройство конструкции, принцип работы и пошаговая схема установки своими руками

Датчики температуры применяются во многих производственных и не только процессах и на сегодняшний день они являются одними из самых востребованных измерительных приборов. В этой статье я бы хотел рассказать о классификации температурных датчиков, особенностях различных типов, схемах подключения.

Как понятно из названия, главная задача датчиков данного типа — контроль температуры самых различных объектов. Это и температура воздуха, температура различных жидкостей, газов, твердых тел и еще многое другое. Благодаря востребованности температурных измерений они находят самое широкое применение в самых разных областях — от систем управления автоматизации техпроцессов до применения в бытовом секторе.

Несмотря на все различия и особенности применения, в основе работы всех датчиков температуры лежит принцип преобразования измеряемой температуры в некий электрический сигнал. А вот что это будет за сигнал, зависит уже непосредственно от вида датчика.

Строение и работа датчика

Температурный датчик замеряет давление, расширение, сопротивление, которые находятся в зависимости от температуры в определенном диапазоне. Если термостат автоматический, то все формулы у него заложены в работающую программу.

Устройство простое, состоит из маленького корпуса с крепежом, внутри встроен датчик. Он бывает герметичным или открытым, с проводами или без них.

В основном в устройстве находится чувствительная к температуре жидкость или металл. Когда происходит нагревание, жидкость начинает расширяться, металлические детали создают сопротивление. Вся информация попадает на автоматику, где происходит регулировка горения котла. Термостат, включая и отключая котел, создает режим его работы.

Признаки поломки

Как и неисправности любого устройства в автомобиле, выход со строя сенсора температуры охлаждающей жидкости может привести к нежелательным последствиям.

При движении машины поломка может проявляться как:

1. проблематичный запуск мотора в холодную погоду;
2. нетипичные звуки от выхлопных газов только запущенного мотора;
3. при достижении максимальной температуры мотор глохнет;
4. не запускается вентилятор охлаждения при нагревании ДВС;
5. превышение расхода топлива сверх установленной нормы.

Современные авто выводят данные о нарушении температуры охлаждающей жидкости на дисплей. Причиной неисправности может стать как механическая поломка (сорванная резьба, растрескивание корпуса, перегорание термистора), так и электрическая (короткое замыкание в измерительной цепи или обрыв провода). Чтобы убедиться в правильности вашего предположения, проверьте датчик, и, при необходимости замените его новым.

Группировка температурных датчиков

Выбирая устройство надо определиться, где оно будет стоять и следить за температурой. Это может быть внутри котла, в отопительной системе или в комнате.

От выбора будет зависеть правильная работа отопительной системы.

Температурные датчики можно разделить на несколько категорий:

• По методу определения температуры;
• По тому, как происходит взаимодействие с термостатом;
• По вариантам размещения.

Как проходи процесс установки автомобильной сигнализации Старлайн версии A91?

Оборудовать автомобиль охранной системой Старлайн A91 можно в том случае, если аккумулятор будет иметь напряжение в 12 Вольт и отрицательный плюс на самом корпусе.

Местоположение центрального блока должно быть в скрытой области салона. Лучше всего его разместить прямо там, где находится приборная панель, а точнее под ней. При таком раскладе, длина проводов соединительного типа окажется небольшой. Для того чтобы предотвратить проникновение жидкости в центральный блок, вам следует интегрировать его так, чтобы капли воды не могли стекать по проводкам во внутреннюю часть корпуса. Сначала вам придётся закрепить блок центрального типа на горизонтальной поверхности, используя винты-саморезы либо же двухсторонний скотч. Это будет необходимо, чтобы предотвратить перемещение блока во время вибраций.

Виды устройств, определяющие температуру

Существует несколько категорий датчиков, показывающих температуру отопительной системы:

• Дилатометрические в виде спирали или пластины из биметалла, работают они по принципу расширения металлических элементов;
• Резистивные, зависят от перепадов электрического сопротивления, реагируя на все изменения температуры в конкретном промежутке;
• Термоэлектрические изготавливаются из алюмель-хромеля, при определенных температурных режимах срабатывает термопара;
• Манометрические реагируют на смену давления жидкости или газа в замкнутом пространстве.

Термостатические регулирующие клапаны

Термостатический клапан простое решение задачи получения теплоносителя заданной температуры за счёт осуществления подмеса более холодной воды к более тёплой. Вид трехходового клапана представлен ниже:

Трехходовой клапан

Схема включения трехходового клапана в систему отопления:

Схема включения трехходового клапана в систему отопления

Виды датчиков по контактированию с термостатом

Датчики, измеряющие температуру, взаимодействуют с прибором, поддерживающим температуру в одном режиме. Эти измерители можно разделить на два вида:

• Проводные, когда подключение датчика температуры к котлу происходит с помощью проводов;
• Беспроводные работают с передачей информации по радиочастотам.

Калибровки

Настройка с фиксированной точкой используется для получения наивысшей точности национальными метрологическими лабораториями. Он использует тройную точку, температуру замерзания или плавления чистых веществ, таких как вода, цинк, олово и аргон, для создания известной и повторяемой температуры.
Эти ячейки позволяют пользователю воспроизводить фактические условия температурной шкалы ITS-90. Калибровка с фиксированной точкой обеспечивает чрезвычайно точную настройку (в пределах ± 0,001 °C). Распространенным методом калибровки с фиксированной точкой для промышленных датчиков является ледяная баня. Оборудование недорогое, простое в использовании и может вместить несколько датчиков одновременно. Точка льда обозначена как вторичный стандарт, поскольку ее точность составляет ± 0,005 °C (± 0,009 °F) по сравнению с ± 0,001 °C (± 0,0018 °F) для основных фиксированных точек.

Сравнительные калибровки обычно используются со вторичными SPRT и промышленными RTD. Откалиброванные термометры сравниваются с настроенными термопреобразователями сопротивления с помощью ванны, температура которой равномерно стабильна.

В отличие от калибровки с фиксированной точкой, сравнение может быть выполнено при любой температуре от −100 °C до 500 °C (от –148 °F до 932 °F). Этот метод может быть более экономичным, так как несколько датчиков способны калиброваться одновременно с помощью автоматического оборудования. В этих ваннах с электрическим подогревом и хорошо перемешиваемой водой используются силиконовые масла и расплавленные соли в качестве среды для различных настроек температур.

Варианты размещения

Термодатчики могут устанавливаться в разных местах, их также можно разделить на несколько групп:

• Накладные прикрепляются плотно к поверхности, которая нагревается;
• Погружные устанавливаются непосредственно с теплоносителем;
• Комнатные, измеряющие температуру окружающей среды;
• Внешние, используются для установки не в помещении.

Правильная эксплуатация

При эксплуатации термодатчиков строго должна выполнятся инструкция завода-изготовителя котла и измерительного устройства. Для того чтобы обеспечить точность измерений чувствительный элемент должен обладать наибольшим контактом с измеряемой средой, кроме того потребуется своевременно проводить обслуживание измерительного устройства и его калибровку по срокам обозначенным инструкцией.

Специфика эксплуатации ДТ с соблюдением техники безопасности:

• ДТ устанавливается в ту среду, которая должна контролироваться и регулироваться по теплообмену;
• при установке должны быть исключены все негативные факторы, способные изменить показание датчика;
• запрещается эксплуатировать измеритель, с поврежденной изоляцией;
• запрещено выполнять самостоятельную разборку датчика;
• все ремонтные и обслуживающие операции выполняют при полном отключении сетей измерителя от напряжения 220В.

Подключение температурного датчика

Какого типа не были бы измерители температуры, они подключаются к термостату или другому контролеру управления. Перед работой следует ознакомиться с руководством пользователя, чтобы ознакомиться с параметрами и требованиями, которые нужны для установки прибора.

Специалисты советуют выбирать датчики, рекомендованные производителем.

Неисправности

Высокотемпературные условия эксплуатации датчиков, особенно при нестабильных режимах работы котла, приводят к тому, что первичные измерители выходят из строя. Котел будет часто срабатывать на отключение при периодическом отказе термопары или диагностика работы котла будет сигнализировать ошибку, а приборы могут показывать «обрыв цепи».

Шаги по устранению неисправности датчика температуры:

1. Чтобы отремонтировать ДТ проверяю правильность выводов -ve и + ve
2. Убеждаюсь, что установлен кабель в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя.
3. Проверяю, отсутствие внешних источников тепла, способных исказить показания ДТ.
4. Проверяю настройку регулятора температуры.
5. Диагностирую возможные ошибки обрыва.
6. Осматриваю датчик на предмет повреждений.
7. Проверяю неисправную термопару мультиметром.

Датчик температур — основной измеритель в системе безопасности и управления котлом. Он выполняет не только защитную функцию, но и способствует до 30 % экономии тепловой энергии и расхода газа, поскольку не допускает режимов перегрева и тактования котла.

Современные российские требования по эксплуатации бытовых котлов обязывают всех производителей котлов устанавливать ДТ в систему безопасности и защиты, лучше если эта работа будет выполняться непосредственно на заводе.

Подсоединение наружного устройства

Схема подключения датчика температуры снаружи помещения простая, но требует выполнения некоторых условий:

• Солнечные лучи не должны падать на устройство;
• Обязательна неметаллическая поверхность стена для крепления;
• Датчик вешается на высоте 2/3 уровня здания;
• Следует для точной работы без перебоев исключить действие на прибор агрессивных сред и негативных факторов;
• Нельзя прокладывать кабель в сырых местах.

При проведении кабеля по улице, необходимо провод поместить в гофре. При соединении частей следует соблюдать осторожность, работать надо при выключенном электропитании оборудования.

Как подобрать?

При выборе датчика температуры необходимо руководствоваться такими критериями:

• если датчик будет соприкасаться или располагаться внутри измеряемой среды, то берется контактная модель, если находиться вне объекта, то бесконтактная;
• условия и состояние среды, в которой он будет функционировать (влажность, агрессивные вещества и т.д.) должны соответствовать возможностям датчика;
• шаг и градуировка измерений должны обеспечивать удобную эксплуатацию и датчика, и оборудования;
• если датчик подлежит замене в ходе эксплуатации, то устанавливаются сменные варианты;
• при выборе датчика температуры для замены неисправного, лучше воспользоваться его VIN кодом;
• предел рабочих температур должен охватывать все возможные значения нагрева, некоторые из них приведены в таблице ниже.

Таблица: температурные пределы датчиков термоэлектрического типа

Подсоединение датчика в помещении

Для замера комнатной температуры измеритель монтируют с внутренней стороны здания.

Место выбирается по таким параметрам, чтобы:

• Был свободный доступ к датчику;
• Отсутствовали приборы, вырабатывающие тепло или холод;
• От пола находился на высоте в полтора метра;
• Рядом не наблюдалось мощных электрических приборов, излучающих электромагнитные волны.

Монтировать датчик можно на стену или в углубление, но снаружи он должен быть открыт.

Разновидности

Среди популярных на рынке марок/моделей пожарных и охранных датчиков следует выделить следующие изделия (на момент написания материала):

• ИП 22051TEI-63-IV – модель адресно-аналогового комбинированного (тепло/дым) извещателя от предприятия «Сфера безопасности». Площадь защиты – 176 кв. м. Размеры – диаметр 102 мм, с высотой 61 мм, весом всего 88 г.
• ИП 212/101-Барк – это комбинированный извещатель с тепловым и дымовым датчиками, совмещенными в одном корпусе. Производитель – НПО ПАС. Электропитание по ШС 24 В. Защита – IP Температурный диапазон эксплуатации – от – 30 до + 55℃. Максимальное количество извещателей в ШС – 63 шт. Размеры – диаметр 100 мм, высота 78 мм при массе в 0,2 кг, что не превышает габариты и вес традиционного оптического дымового извещателя.
• Существуют также модели изделий под аббревиатурой ИП 212/101 от других производителей – это ЕСО1002, он же ИП 212/101-2-А1R от ; ИП 212/101-11-PR от ; «Аврора-ДТР» (ИП 21210/10110-1-А1) от изготовителя «Аргус-Спектр», работающий по радиоканалу с ПКП на дальности до 600 м, а также ряда других предприятий со сходными техническими характеристиками.
• «С2000-ИПГ» – это комбинация газового, определяющего содержание в воздушной среде угарного газа, и максимально-дифференциального теплового датчиков, совмещенных в компактном корпусе адресно-аналогового пожарного извещателя, размеры которого – диаметр 100 мм, высота 47 мм. Питание – по ШС 12 В. Тип монтажа – потолочный. Производится .
• ИПК-3.3/ИПК-3.5 – четырех- и двухпроводные комбинированные (дым/тепло) извещатели от украинской , работающие по 12/24 В шлейфу сигнализации.
• MSD-300 – радиоканальный комбинированный дымо-тепловой извещатель, TSD-1 – аналогичное устройство, с питанием 12 В по шлейфу сигнализации от компании Satel из Польши.
• Panasonic 4400 – мультисенсорный дымовой извещатель, который благодаря автоматической настройке можно устанавливать в чистых, дымных, горячих помещениях.
• «Сокол-2» – это комбинированный охранный извещатель, предназначенный для обнаружения незаконного доступа в закрытые помещения. Его официальная аббревиатура – ИО 414-1. В нем реализован двойной контроль объема охраняемого пространства по двум параметрам – ИК/СВЧ, т.е. регистрация изменения ИК-излучения после пересечения человеком контрольных зон, сформированных оптическим датчиком, а также изменения в электромагнитном поле, создаваемом СВЧ-сенсором. При срабатывании в любой последовательности они выдают сигнал тревоги, размыкая контакты выходного реле. Дальность действия – 12 м. Способ установки – настенный. Размеры – 135х70х50. Может эксплуатироваться при температуре от – 30 до + 50℃.
• «Сокол-3» – это модель аналогичного ИК/СВЧ охранного объемного извещателя, предназначенная для установки на потолок защищаемого помещения. Размеры – диаметр 90 мм, с высотой 35 мм. Дальность обнаружения датчиков – 5 м. Оба охранных извещателя производятся отечественной .
• Семейство охранных и радиоканальных пожарных извещателей с торговой маркой «Астра» – продукция российской . Среди них комбинированные ИО: «Астра-551» – ИК/радиоволновой охранный извещатель с дальностью действия 10 м, углом зоны обнаружения 90; «Астра-641» – с ИК/ультразвуковым датчиком.

Выбор довольно велик, нет проблем выбора комбинированного пожарного и охранного извещателя, в т.ч. одного производителя; т.к. ведущие компании, изготавливающие средства ОПС, как правило, изготавливают линейки моделей обоих видов, что обеспечивает простоту проектирования по готовым схемам, полную совместимость, надежность эксплуатации оборудования, снижение энергопотребления, упрощение монтажных работ.

Разновидности комбинированных пожарных извещателей

Зачем необходим датчик для котла

Современное отопительное оборудование оснащено элементами, которое способствует эффективному применению энергетических ресурсов:

• Электронагреватели сконструированы так, чтобы инфракрасное излучение выполнялось с высоким коэффициентом полезного действия;
• В отопительных котлах на газе встраивают систему регулярного контролирования пламени, оптимизируя весь процесс;
• В котлах с твердым топливом встроены различные камеры, где происходит вывод продуктов переработки.

Если не будет правильного расхода тепла, оптимальное использование топлива и электричества пользы не принесет. Для этого потребуется некоторые условия создания отдельных компонентов. Здесь станет необходим регулятор температуры.

Правильное использование оборудования появляются такие положительные моменты, как:

• Автономный режим поддержания температуры;
• Экономия расходов на оплату отопления до 30 процентов;
• Есть возможность дистанционной регулировки режимов;
• Продлевается срок эксплуатации котла.

Советы:

1. Прежде чем купить котел, следует замерить помещение, рассчитать нужную температуру воздуха, чтобы в последствии не было простоев из-за переделывания отопительной системы.
2. Необходимо утеплить дом или квартиру перед установкой оборудования, чтобы избежать тепловых потерь.
3. Для начала можно купить недорогой датчик, проверить его в работе, может быть он будет отлично работать.

Измерители температуры просто выбрать и установить. Главное, надо следовать предложенной инструкции и выполнять поэтапно все шаги в работе.

Назначение

Необходимость в использовании датчиков, контролирующих температурные параметры, может возникнуть в различных ситуациях. Это универсальные приборы используются повсеместно на предприятиях, где стабильность температурных параметров способно нанести вред качеству выпускаемой продукции либо повлиять на технические характеристики эксплуатируемого оборудования.

Их активно подключают на предприятиях нефтегазового и энергетического комплекса, обеспечивается реализация технологических процессов на литейном, машиностроительном, прокатном производстве, при изготовлении металлоконструкций и выполнении механической обработки. Они незаменимы в транспортной индустрии, на предприятиях пищевой промышленности, в фармацевтики, сельском хозяйстве.

И их помощью:

• контролирует протекание химических реакций;
• проводятся научные исследования;
• обеспечивается поддержание степени нагрева обрабатываемого изделия в заданном диапазоне;
• поддерживаются оптимальные температурные параметры в различных узлах автомобильного и железнодорожного транспорта;
• создаются нужные условия для обработки зерна и при производстве комбикорма;
• измеряется температура конкретного объекта с заданной точностью;
• реализуется обратная связь, благодаря которой удается избежать преждевременного выхода оборудования из строя.

Внимание! Термопары могут не только использоваться для контроля температуры, но и выступать в качестве источника энергии.

Фото подключения датчика температуры

Каким проводом можно подключать комнатные термостаты?

Еще одним немаловажным моментом в подключении термостата является выбор провода. Обычно, сечение и количество жил указываются в инструкции на конкретное изделие. Кроме этого надо помнить о расстоянии от термостата до котла или хаба, которому подключается термостат — если выход на термостате потенциальный, то длина провода может оказать существенное влияние на работу автоматики. Связано это с падением напряжения на проводе. Чтобы его уменьшить, стоит взять провод максимально большого сечения.

Чаще всего для подключения механических термостатов используют двухжильный провод с сечением 0,5 или 0,75 «квадратов». Для электронных, как я описывал выше, важно учитывать длину провода. Чем длиннее провод, тем больше должно быть сечение (обычна сечение не превышает 1,5 «квадрата»). Но превышать длину провода в 100 метров, производители не советуют, хоть это и не оговаривается в паспортах и инструкциях на изделия.