Sensor suhu untuk pemanasan: tujuan, jenis, arahan pemasangan

Semasa mengoperasikan alat pemanasan, diperlukan untuk mengawal tahap pemanasan penyejuk, dan juga udara di dalam bilik. Sensor suhu untuk pemanasan membantu membuang dan menghantar maklumat, maklumat yang dapat dibaca secara visual atau segera dihantar ke pengawal.

Kami menawarkan untuk memahami bagaimana sensor suhu berfungsi, jenis alat kawalan apa yang ada, dan parameter apa yang harus dipertimbangkan ketika memilih peranti. Sebagai tambahan, kami telah menyediakan arahan langkah demi langkah yang akan membantu anda memasang sensor suhu pada radiator pemanasan secara bebas.

Prinsip operasi sensor terma

Anda boleh mengawal sistem pemanasan dengan pelbagai kaedah, termasuk:

• peranti automatik untuk bekalan kuasa tepat pada masanya;
• unit pemantauan keselamatan;
• unit pencampuran.

Untuk operasi yang betul dari semua kumpulan ini, diperlukan sensor suhu yang memberi isyarat mengenai fungsi peranti. Memantau pembacaan peranti ini membolehkan anda mengenal pasti kerosakan fungsi sistem pada waktunya dan mengambil langkah pembetulan.

Terdapat banyak jenis instrumen yang digunakan untuk mengambil suhu. Mereka boleh direndam dalam penyejuk, digunakan di dalam rumah atau terletak di luar

Sensor suhu boleh digunakan sebagai alat yang terpisah, misalnya, untuk mengawal suhu bilik, atau menjadi bahagian yang tidak dapat dipisahkan dari alat yang kompleks, misalnya, dandang pemanas.

Asas peranti sedemikian yang digunakan dalam kawalan automatik adalah prinsip mengubah penunjuk suhu menjadi isyarat elektrik. Oleh kerana itu, hasil pengukuran dapat dikirim dengan cepat melalui jaringan dalam bentuk kod digital, yang menjamin kecepatan, kepekaan dan ketepatan pengukuran yang tinggi.

Pada masa yang sama, pelbagai alat untuk mengukur tahap pemanasan dapat memiliki ciri reka bentuk yang mempengaruhi sejumlah parameter: bekerja di lingkungan tertentu, metode transmisi, metode visualisasi, dan lain-lain.

Jenis alat pengukur suhu

Peranti termal dapat diklasifikasikan berdasarkan sejumlah kriteria penting, termasuk metode pengiriman maklumat, lokasi dan keadaan pemasangan, serta algoritma pembacaan.

Dengan kaedah pemindahan maklumat

Menurut kaedah yang digunakan untuk menghantar maklumat, sensor dibahagikan kepada dua kategori besar:

• peranti wayar;
• sensor tanpa wayar.

Pada mulanya, semua alat seperti itu dilengkapi dengan wayar melalui mana sensor suhu disambungkan ke unit kawalan, menghantar maklumat kepadanya. Walaupun peranti ini kini diganti oleh rakan sejawat tanpa wayar, ia masih sering digunakan dalam litar sederhana.

Di samping itu, sensor berwayar lebih tepat dan boleh dipercayai.

Untuk memastikan penyelarasan operasi sensor berwayar yang digunakan dalam peranti komposit, adalah wajar untuk menggabungkannya dengan peralatan yang dibuat oleh pengeluar yang sama

Pada masa kini, peranti tanpa wayar, yang paling sering menghantar maklumat menggunakan pemancar dan penerima gelombang radio, telah mendapat pengedaran. Peranti sedemikian boleh dipasang hampir di mana-mana, termasuk bilik atau udara terbuka.

Ciri-ciri penting sensor suhu seperti itu:

• kehadiran bateri;
• ralat pengukuran;
• julat penghantaran isyarat.

Peranti tanpa wayar / berwayar dapat menggantikan satu sama lain, namun terdapat beberapa ciri dalam operasi mereka.

Mengikut lokasi dan kaedah penempatan

Di tempat lampiran, peranti sedemikian dibahagikan kepada jenis berikut:

• invois yang dilekatkan pada litar pemanasan;
• kapal selam bersentuhan dengan penyejuk;
• dalaman terletak di tempat kediaman atau pejabat;
• luaran, yang terletak di luar.

Di beberapa unit, beberapa jenis sensor dapat digunakan secara serentak untuk kawalan suhu.

Menurut mekanisme membaca

Dengan kaedah menunjukkan maklumat, peranti dapat:

• bimetallik;
• alkohol.

Dalam perwujudan pertama, diasumsikan menggunakan dua plat yang terbuat dari logam yang berbeza, serta penunjuk dail. Apabila suhu meningkat, salah satu elemen berubah bentuk, memberi tekanan pada anak panah. Pembacaan peranti sedemikian tepat, tetapi kelembapannya adalah minus besar.

Termostat bimetalik dan alkohol sering dipasang pada peralatan pemanasan, seperti dandang. Mereka membolehkan anda memantau pemanasan, melebihi yang boleh mengakibatkan akibat yang membawa maut.

Sensor yang operasinya berdasarkan penggunaan alkohol hampir sama sekali tidak mempunyai kekurangan ini. Dalam kes ini, larutan yang mengandungi alkohol diperluas ke dalam termos tertutup rapat, yang mengembang apabila dipanaskan. Reka bentuknya cukup asas, boleh dipercayai, tetapi tidak begitu sesuai untuk pemerhatian.

Jenis sensor suhu yang berbeza

Untuk mengambil bacaan suhu, peranti yang mempunyai prinsip operasi yang berbeza digunakan. Antara yang paling popular adalah peranti yang disenaraikan di bawah.

Termokopel: penyingkiran tepat - kesukaran menafsirkan

Peranti sedemikian terdiri daripada dua wayar yang dikimpal bersama, diperbuat daripada pelbagai logam. Perbezaan suhu yang timbul antara hujung panas dan sejuk berfungsi sebagai sumber arus elektrik 40-60 μV (penunjuk bergantung pada bahan termokopel).

Kombinasi logam dan aloi yang paling kerap digunakan untuk pembuatan termokopel adalah: krom-aluminium, besi-costantan, besi-nikel, nikel-kromium dan lain-lain

Termokopel dianggap sebagai sensor suhu berketepatan tinggi, namun agak sukar untuk mengambil bacaan yang tepat daripadanya.Untuk melakukan ini, anda perlu mengetahui daya elektromotif (EMF) menggunakan perbezaan suhu peranti.

Agar hasilnya betul, penting untuk mengimbangi suhu persimpangan sejuk, menggunakan, misalnya, kaedah perkakasan di mana termokopel kedua ditempatkan di lingkungan suhu yang telah ditentukan.

Kaedah pampasan perisian melibatkan meletakkan sensor suhu lain di isokamera bersama dengan simpang sejuk, yang membolehkan anda mengawal suhu dengan ketepatan tertentu.

Kesukaran tertentu disebabkan oleh proses pengambilan data dari termokopel kerana ketidaklinierannya. Untuk ketepatan indikasi, GOST R 8.585-2001 memperkenalkan pekali polinomial, yang memungkinkan menerjemahkan EMF ke suhu, serta melakukan operasi terbalik.

Masalah lain ialah pembacaan diambil dalam voltan mikro, kerana penukarannya mustahil untuk menggunakan peranti digital yang tersedia secara meluas. Untuk menggunakan termokopel dalam struktur, perlu menyediakan transduser multi-bit yang tepat dengan tahap kebisingan minimum.

Thermistors: mudah dan ringkas

Lebih mudah untuk mengukur suhu menggunakan termistor, yang berdasarkan prinsip pergantungan rintangan bahan pada suhu persekitaran. Peranti sedemikian, misalnya, terbuat dari platinum, mempunyai kelebihan penting seperti ketepatan dan garis linier yang tinggi.

Masalah utama sensor suhu seperti itu boleh dianggap sebagai pekali rintangan suhu yang sangat rendah, namun, lebih mudah untuk mengukurnya secara tepat daripada menangkap nilai kecil voltan termokopel

Ciri penting perintang adalah rintangan asas pada suhu tertentu. Menurut GOST 21342.7-76, penunjuk ini diukur pada 0 ° C. Sebaiknya sejumlah nilai rintangan (Ohms), dan juga T_polis - pekali suhu.

Petunjuk T_polis dikira dengan formula:

T_polis = (R_e - R_0c) / (T_e - T_0c) * 1 / R_0c,

Di mana:

• R_e - rintangan pada suhu semasa;
• R_0c - rintangan pada 0 ° C;
• T_e - suhu semasa;
• T_0c - 0 ° C.

GOST juga menunjukkan pekali suhu yang disediakan untuk pelbagai alat pengukur yang terbuat dari tembaga, nikel, platinum, dan juga menunjukkan pekali polinomial yang digunakan untuk mengira suhu berdasarkan petunjuk rintangan semasa.

Sensor Thermistor meluas di industri elektronik dan kejuruteraan, kerana ketepatan bacaan, kepekaan dan operasi yang tidak diperlukan

Rintangan dapat diukur dengan menyambungkan peranti ke litar sumber semasa dan mengukur voltan pembezaan. Petunjuk dapat dikendalikan dengan menggunakan litar bersepadu, output analognya sama dengan voltan yang dibekalkan.

Sensor termal dengan peranti serupa dapat disambungkan dengan selamat ke penukar analog-ke-digital, mendigitalkannya dengan ADC lapan atau sepuluh-bit.

Sensor digital untuk pengukuran serentak

Sensor suhu digital juga telah digunakan secara meluas, misalnya, model DS18B20, yang operasinya dilakukan menggunakan cip dengan tiga output. Berkat peranti ini, dapat dilakukan pembacaan suhu secara serentak dari beberapa sensor yang beroperasi secara selari, sementara ralatnya hanya 0.5° C.

Model yang popular adalah sensor suhu / kelembapan gabungan SHT1, yang membolehkan anda mengukur haba dengan ketepatan + 2 °, dan kelembapan dengan kesalahan +5. Walau bagaimanapun, pengeluarnya sendiri mendakwa bahawa terdapat alat yang lebih tepat dan ekonomik

Antara kelebihan lain peranti ini juga dapat diperhatikan pelbagai suhu operasi (-55 + 125 ° C). Kelemahan utama adalah operasi perlahan: untuk pengiraan yang paling tepat, peranti memerlukan sekurang-kurangnya 750 ms.

Irometer Tanpa Hubungan (Pengimejan Termal)

Tindakan sensor jarak ini didasarkan pada penetapan sinaran termal dari badan. Untuk mencirikan fenomena ini, jumlah tenaga yang dibebaskan per unit masa dari permukaan unit digunakan, iaitu per unit julat panjang gelombang.

Kriteria serupa yang mencerminkan intensiti sinaran monokromatik disebut bercahaya spektrum.

Jenis pirometer berikut boleh didapati:

• sinaran;
• pencahayaan (optik);
• warna.

Sinaran pirometer memungkinkan pengukuran dalam lingkungan 20-25000 ° C, bagaimanapun, untuk menentukan suhu, adalah penting untuk mengambil kira pekali ketidaklengkapan radiasi, yang nilai sebenarnya bergantung pada keadaan fizikal badan, komposisi kimianya dan faktor lain.

Unsur aktif utama sensor radiasi adalah teleskop, di dalamnya adalah bateri yang terdiri daripada rangkaian rangkaian termokopel. Hujung kerja peranti ini terletak pada lobus bersalut platinum (+)

Pirometer kecerahan (optik) Direka untuk mengukur suhu 500-4000 ° C. Mereka memberikan ketepatan pengukuran yang tinggi, namun, mereka dapat memutarbelitkan pembacaan kerana kemungkinan penyerapan radiasi dari badan oleh medium perantaraan di mana pemerhatian dibuat.

Pirometer warnatindakannya didasarkan pada menentukan intensiti radiasi pada dua panjang gelombang - lebih baik di bahagian merah atau biru spektrum, digunakan untuk pengukuran dalam lingkungan 800 hingga 0 ° C.

Kelebihan utama mereka adalah bahawa ketidaklengkapan radiasi tidak mempengaruhi kesalahan pengukuran. Di samping itu, indikator tidak bergantung pada jarak ke objek.

Transduser suhu kuarza (piezoelektrik)

Untuk mengambil bacaan suhu dalam lingkungan -80 + 250 ° C, anda boleh menggunakan transduser kuarza (elemen piezoelektrik), prinsipnya berdasarkan pergantungan frekuensi kuarza pada pemanasan. Dalam kes ini, kedudukan potongan di sepanjang sumbu kristal mempengaruhi fungsi penukar.

Peranti piezoelektrik (kuarza) paling sering digunakan dalam penyelidikan, kerana peranti tersebut dicirikan oleh julat pengukuran, kebolehpercayaan, ketepatan tinggi

Sensor piezoelektrik dibezakan dengan kepekaan halus, resolusi tinggi, mereka dapat berfungsi dengan baik untuk jangka masa panjang. Peranti sedemikian banyak digunakan dalam pembuatan termometer digital dan dianggap sebagai salah satu alat yang paling menjanjikan untuk teknologi masa depan.

Sensor suhu bising (akustik)

Fungsi peranti sedemikian disediakan dengan menghilangkan perbezaan potensi akustik bergantung pada suhu perintang.

Kaedah akustik membolehkan anda mengambil bacaan suhu di ruang dan persekitaran yang terkurung di mana pengukuran langsung tidak mungkin dilakukan. Peranti serupa digunakan dalam perubatan, penyelidikan bawah laut, dan juga dalam industri

Kaedah pengukuran oleh sensor sedemikian cukup mudah: perlu untuk membandingkan bunyi yang dihasilkan oleh dua elemen serupa, salah satunya berada pada suhu yang diketahui, dan yang kedua pada suhu yang ditentukan.

Sensor suhu akustik sesuai untuk mengukur selang -270 - +1100°C. Lebih-lebih lagi, kerumitan proses terletak pada tahap kebisingan yang terlalu rendah: suara yang dikeluarkan oleh penguat kadang-kadang menenggelamkannya.

Sensor suhu NQR

Inti dari operasi termometer resonans quadrupole nuklear adalah tindakan kecerunan medan, yang membentuk kisi kristal dan momen nukleus - petunjuk yang disebabkan oleh penyimpangan cas dari simetri sfera.

Akibat fenomena ini, prosesi inti timbul: frekuensi bergantung pada kecerunan medan kisi. Suhu juga mempengaruhi nilai penunjuk ini: kenaikannya menyebabkan penurunan frekuensi NQR.

Unsur utama sensor sedemikian adalah ampul dengan zat yang diletakkan dalam belitan induktansi yang disambungkan ke litar penjana.

Kelebihan peranti adalah tempoh pengukuran, kebolehpercayaan dan operasi yang tidak terhad. Kelemahannya adalah pengukuran yang tidak linear, yang menjadikannya perlu untuk menggunakan fungsi penukaran.

Peranti Semikonduktor

Kategori peranti yang beroperasi berdasarkan perubahan ciri-ciri persimpangan pn yang disebabkan oleh suhu. Voltan pada transistor sentiasa sebanding dengan kesan suhu, yang memudahkan pengiraan faktor ini.

Kelebihan peranti tersebut adalah ketepatan data yang tinggi, kos rendah, garis lurus ciri sepanjang keseluruhan ukuran pengukuran. Pemasangan peranti sedemikian mudah dilakukan secara langsung pada substrat semikonduktor, menjadikannya sangat baik untuk mikroelektronik.

Sensor Suhu Volumetrik

Peranti sedemikian didasarkan pada prinsip pengembangan dan pengecutan bahan yang terkenal semasa pemanasan atau penyejukan. Sensor sedemikian cukup praktikal. Mereka boleh digunakan untuk menentukan suhu antara -60 - + 400 ° С.

Untuk kemungkinan kawalan suhu visual, kebanyakan sensor suhu yang terdapat di dalam bilik dilengkapi dengan paparan di mana nilai semasa dipaparkan.

Penting untuk diingat bahawa pengukuran cecair dengan alat sedemikian dibatasi oleh suhu mendidih dan beku, dan gas oleh peralihannya ke keadaan cair. Kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh pengaruh persekitaran untuk peranti ini agak kecil: ia berbeza antara 1-5%.

Pemilihan sensor suhu

Semasa memilih peranti sedemikian, faktor seperti:

• julat suhu di mana pengukuran diambil;
• keperluan dan keupayaan untuk membenamkan sensor dalam objek atau persekitaran;
• keadaan pengukuran: untuk mengambil petunjuk dalam persekitaran yang agresif, lebih baik memilih pilihan tanpa hubungan atau model yang diletakkan di dalam kes anti karat;
• jangka hayat peranti sebelum penentukuran atau penggantian - beberapa jenis peranti (misalnya, termistor) gagal dengan cepat;
• data teknikal: resolusi, voltan, kadar suapan isyarat, ralat;
• magnitud isyarat output.

Dalam beberapa kes, bahan sarung peranti juga penting, dan apabila digunakan di dalam rumah - ukuran dan reka bentuknya.

Garis panduan pemasangan DIY

Peralatan sedemikian banyak digunakan untuk pelbagai tujuan: dilengkapi dengan radiator, dandang pemanasan dan peralatan rumah tangga yang lain.

Sebelum memulakan pemasangan, anda harus membaca arahan dengan teliti: ini menunjukkan bukan sahaja ciri pemasangan (misalnya, dimensi untuk menyambungkan ke muncung), tetapi juga peraturan operasi, serta had suhu yang sesuai untuk alat ukur.

Juga perlu untuk mempertimbangkan ukuran lengan, yang dapat bervariasi antara 120-160 mm.

Pertimbangkan dua kes pemasangan sensor suhu yang paling biasa.

Menyambungkan peranti ke radiator

Tidak perlu melengkapkan semua peralatan pemanasan dengan termostat. Menurut peraturan, sensor dipasang pada baterijika jumlah kapasiti melebihi 50% pengeluaran haba oleh sistem yang serupa. Sekiranya terdapat dua pemanas di dalam bilik, maka termostat hanya dipasang pada alat pemanas yang mempunyai penunjuk kuasa yang lebih tinggi.

Sensor suhu adalah bahagian wajib pengawal suhu, yang memungkinkan untuk mengurangkan atau meningkatkan pemanasan radiator, pemanasan bawah lantai dan peralatan pemanasan lain

Injap peranti dipasang pada paip bekalan di tempat penyambungan radiator ke rangkaian pemanasan. Sekiranya mustahil untuk memasukkannya ke rangkaian yang ada, perlu melepaskan plumbum bekalan, yang dapat menyebabkan beberapa kesulitan.

Untuk melakukan manipulasi ini, perlu menggunakan alat untuk memotong paip, sementara pemasangan kepala termal mudah dilakukan tanpa peralatan khas. Sebaik sahaja sensor dipasang, sudah cukup untuk menggabungkan tanda yang dibuat pada casing dan peranti, setelah itu kepala terpaku dengan menekan tangan dengan lancar.

Memasang sensor suhu udara

Peranti sedemikian dipasang di ruang tamu paling sejuk tanpa draf (di ruang dewan, dapur atau bilik dandang, pemasangannya tidak diingini, kerana boleh menyebabkan gangguan pada sistem).

Semasa memilih tempat, anda perlu memastikan bahawa cahaya matahari tidak jatuh pada peranti, tidak boleh ada alat pemanas (pemanas, radiator, paip) di dekatnya.

Untuk sistem pemanasan konvensional, satu termostat sudah cukup, sementara dengan litar pemungut, diinginkan untuk menggunakan beberapa sensor, yang jumlahnya bertepatan dengan jumlah bilik. Ini akan membolehkan anda menyesuaikan suhu secara berasingan di tempat yang berasingan.

Menyambungkan peranti dilakukan mengikut arahan yang terdapat di pasport teknikal, menggunakan terminal atau kabel yang disertakan dalam kit.

Pemantauan suhu diperlukan sensor terma di "lantai hangat" mungkin terletak jauh di lapisan konkrit. Dalam kes ini, paip bergelombang yang mempunyai satu hujung tertutup dan selekoh miring dapat digunakan untuk perlindungan.

Ciri terakhir membolehkan anda mengeluarkan peranti yang rosak dan menggantinya dengan yang baru jika perlu.

Pemasangan peranti adalah seperti berikut:

1. Lubang disusun di dinding untuk memasang alat tambahan.
2. Bahagian depan dikeluarkan dari sensor suhu, setelah itu peranti dipasang di tempat yang disiapkan.
3. Seterusnya, kabel pemanasan disambungkan ke kenalan, sementara sensor disambungkan ke terminal.

Langkah terakhir adalah menyambungkan kabel kuasa dan memasang panel depan di tempatnya.

Gambarajah sambungan termostat untuk dandang pemanasan dijelaskan secara terperinci dalam artikel ini.

Sekiranya peranti, untuk fungsi yang memerlukan sambungan dalaman sensor, mempunyai reka bentuk yang kompleks, lebih baik menghubungi pakar.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik tersebut

Video di bawah memperincikan cara memasang peralatan termal pada dandang:

Adakah pemasangan sensor pada paip bekalan dan pulangan berbeza:

Sensor suhu banyak digunakan dalam pelbagai industri dan untuk keperluan domestik. Pelbagai jenis peranti tersebut, yang berdasarkan pada prinsip operasi yang berbeza, membolehkan anda memilih pilihan terbaik untuk menyelesaikan masalah tertentu.

Di rumah dan pangsapuri, peranti seperti ini paling sering digunakan untuk mengekalkan suhu yang selesa di tempat, serta menyesuaikan sistem pemanasan - bateri, pemanasan bawah lantai.

Ada yang perlu dilengkapkan, atau ada pertanyaan tentang memilih dan memasang sensor suhu? Anda boleh memberikan komen mengenai penerbitan, mengambil bahagian dalam perbincangan dan berkongsi pengalaman anda sendiri menggunakan peranti tersebut. Borang hubungan terdapat di blok bawah.