Temperatursensorer for oppvarming: formål, typer, installasjonsinstruksjoner

Ved bruk av varmeenheter er det påkrevd å kontrollere oppvarmingsgraden av kjølevæsken, så vel som luften i rommet. Temperatursensorer for oppvarming hjelper til med å fjerne og overføre informasjon, informasjon som kan leses visuelt eller umiddelbart sendes til kontrolleren.

Vi tilbyr å forstå hvordan temperatursensorer fungerer, hvilke typer kontrollenheter som finnes, og hvilke parametere som bør tas i betraktning når du velger en enhet. I tillegg har vi utarbeidet trinn-for-trinn-instruksjoner som vil hjelpe deg å installere temperatursensoren uavhengig av varmeelementet.

Prinsippet for drift av den termiske sensoren

Du kan kontrollere varmesystemet ved en rekke metoder, inkludert:

• automatiske enheter for rettidig strømforsyning;
• sikkerhetsovervåkningsenheter;
• blandingsenheter.

For riktig drift av alle disse gruppene, er det behov for temperatursensorer som gir signaler om funksjonen til enhetene. Ved å overvåke avlesningene på disse enhetene kan du identifisere funksjonsfeil i systemet i tide og iverksette korrigerende tiltak.

Det er mange typer instrumenter som brukes til å ta temperatur. De kan være nedsenket i kjølevæsker, brukes innendørs eller plassert ute

Temperatursensoren kan brukes som en separat enhet, for eksempel for å kontrollere romtemperaturen, eller være en uløselig del av en kompleks enhet, for eksempel en varmekjel.

Grunnlaget for slike enheter som brukes i automatisert kontroll er prinsippet om å konvertere temperaturindikatorer til et elektrisk signal. På grunn av dette kan måleresultatene raskt overføres over nettverket i form av en digital kode, som garanterer høy hastighet, følsomhet og nøyaktighet av måling.

Samtidig kan forskjellige enheter for måling av varmetrinnet ha designfunksjoner som påvirker et antall parametere: arbeid i et bestemt miljø, overføringsmetode, visualiseringsmetode og andre.

Typer temperaturmåler

Termiske enheter kan klassifiseres i henhold til en rekke viktige kriterier, inkludert metoden for overføring av informasjon, plassering og installasjonsbetingelser, samt lesealgoritmen.

Ved metoden for informasjonsoverføring

I henhold til metoden som brukes for å overføre informasjon, er sensorene delt inn i to store kategorier:

• tråd enheter;
• trådløse sensorer.

Opprinnelig var alle slike enheter utstyrt med ledninger som temperatursensorer ble koblet til kontrollenheten, og overførte informasjon til den. Selv om disse enhetene nå er erstattet av trådløse kolleger, brukes de fortsatt ofte i enkle kretsløp.

I tillegg er kablede sensorer mer nøyaktige og pålitelige.

For å sikre den koordinerte driften av den kablede sensoren som brukes i den sammensatte enheten, er det ønskelig å kombinere den med utstyr som er laget av samme produsent

I dag har trådløse enheter, som oftest overfører informasjon ved hjelp av en sender og en mottaker av radiobølger, fått distribusjon. Slike enheter kan monteres nesten overalt, inkludert et eget rom eller friluft.

Viktige kjennetegn ved slike temperatursensorer er:

• tilstedeværelsen av et batteri;
• målefeil;
• signaloverføringsområdet.

Trådløse / kablede enheter kan erstatte hverandre fullstendig, men det er noen funksjoner i deres drift.

Etter plassering og metode for plassering

På festepunktet er slike enheter delt inn i følgende varianter:

• fakturaer festet til varmekretsen;
• nedsenkbar i kontakt med kjølevæsken;
• innendørs plassert i et bolig- eller kontorlokale;
• eksternt, som er plassert utenfor.

I noen enheter kan flere sensorer brukes samtidig for temperaturregulering.

I følge lesemekanismen

Ved å demonstrere informasjon kan enheter være:

• bimetall;
• alkohol.

I den første utførelsen antas det å benyttes to plater laget av forskjellige metaller, så vel som en skiveindikator. Når temperaturen stiger, deformeres ett av elementene og skaper trykk på pilen. Avlesningene på slike enheter har god nøyaktighet, men inertiteten deres er et stort minus.

Bimetall- og alkoholtermostater er ofte installert på varmeutstyr, for eksempel kjeler. De lar deg overvåke oppvarmingen, og overskride det som kan føre til fatale konsekvenser.

Sensorer hvis drift er basert på bruk av alkohol er nesten fullstendig blottet for denne ulempen. I dette tilfellet utvides en alkoholholdig løsning til en hermetisk forseglet kolbe, som utvides når den blir oppvarmet. Designet er ganske elementært, pålitelig, men ikke veldig praktisk for observasjon.

Ulike typer temperatursensorer

For å ta temperaturavlesninger brukes enheter som har et annet driftsprinsipp. Blant de mest populære er enhetene oppført nedenfor.

Termoelementer: nøyaktig fjerning - vanskeligheter med å tolke

En slik enhet består av to ledninger sveiset sammen, laget av forskjellige metaller. Temperaturdifferansen som oppstår mellom de varme og kalde endene fungerer som en kilde til elektrisk strøm på 40-60 μV (indikatoren avhenger av termoelementets materiale).

De mest brukte kombinasjonene av metaller og legeringer for fremstilling av termoelementer er: krom-aluminium, jern-costantan, jern-nikkel, nikkel-krom og andre.

Et termoelement regnes som en temperatur med høy presisjon, men det er ganske vanskelig å ta nøyaktige avlesninger fra den.For å gjøre dette, må du kjenne til elektromotorisk kraft (EMF) ved bruk av temperaturforskjellen på enheten.

For at resultatet skal være riktig, er det viktig å kompensere for temperaturen i det kalde krysset ved å bruke for eksempel en maskinvaremetode der det andre termoelementet plasseres i et miljø med en forhåndsbestemt temperatur.

Programvarekompensasjonsmetoden innebærer å plassere en annen temperatursensor i isocamera sammen med kalde veikryss, som lar deg kontrollere temperaturen med en gitt nøyaktighet.

Visse vanskeligheter er forårsaket av prosessen med å ta data fra et termoelement på grunn av dets ikke-linearitet. For indikasjonens nøyaktighet introduserte GOST R 8.585-2001 polynomiale koeffisienter, som gjør det mulig å oversette EMF til temperatur, samt utføre inverse operasjoner.

Et annet problem er at avlesningene blir tatt i mikrovolt, for konvertering som det er umulig å bruke allment tilgjengelige digitale enheter. For å bruke et termoelement i strukturer, er det nødvendig å tilveiebringe nøyaktige, multi-bit transdusere som har et minimums støynivå.

Termistorer: enkelt og enkelt

Det er mye lettere å måle temperatur ved bruk av termistorer, som er basert på prinsippet om avhengighet av materialers motstand mot omgivelsestemperatur. Slike anordninger, for eksempel laget av platina, har så viktige fordeler som høy nøyaktighet og linearitet.

Hovedproblemet med slike temperatursensorer kan betraktes som en ekstremt lav temperatur motstandskoeffisient, men det er fremdeles lettere å måle det nøyaktig enn å fange opp små verdier av termoelementspenning

Et viktig kjennetegn ved en motstand er basemotstanden ved en viss temperatur. I følge GOST 21342.7-76 er denne indikatoren målt til 0 ° C. Det anbefales at et antall motstandsverdier (Ohms), samt T_ks - temperaturkoeffisient.

T-indikator_ks beregnet med formelen:

T_ks = (R_e - R_0C) / (T_e - T_0C) * 1 / R_0C,

der:

• R_e - motstand ved gjeldende temperatur;
• R_0C - motstand ved 0 ° C;
• T_e - nåværende temperatur;
• T_0C - 0 ° C.

GOST gir også temperaturkoeffisienter gitt for forskjellige måleinstrumenter laget av kobber, nikkel, platina, og indikerer også polynomkoeffisientene som brukes til å beregne temperaturen basert på gjeldende motstandsindikatorer.

Termistor sensorer er utbredt i elektronikkindustrien og industrien, på grunn av nøyaktigheten av avlesninger, følsomhet og krevende drift

Motstand kan måles ved å koble enheten til strømkildekretsen og måle differensialspenningen. Indikatorer kan styres ved hjelp av integrerte kretsløp, hvis analoge utgang er lik den medfølgende spenningen.

Termiske sensorer med lignende enheter kan trygt kobles til en analog-til-digital-omformer og digitalisere den med en åtte eller ti-bit ADC.

Digital sensor for samtidig måling

Digitale temperatursensorer har også blitt mye brukt, for eksempel DS18B20-modellen, hvis drift utføres ved hjelp av en brikke med tre utganger. Takket være denne enheten er det mulig å ta temperaturavlesninger samtidig fra flere sensorer som fungerer parallelt, mens feilen bare er 0,5° C.

En populær modell er SHT1 kombinert temperatur / fuktighetssensor, som lar deg måle varme med en nøyaktighet på + 2 °, og fuktighet med en feil på +5. Produsenten hevder imidlertid at det er mer nøyaktige og økonomiske enheter

Blant de andre fordelene med denne anordningen kan det også bemerkes et bredt område av driftstemperaturer (-55 + 125 ° C). Den største ulempen er den langsomme operasjonen: for de mest nøyaktige beregningene krever enheten minst 750 ms.

Kontaktløse irometre (termiske bilder)

Handlingen til disse nærhetssensorene er basert på fiksering av termisk stråling fra kroppene. For å karakterisere dette fenomenet brukes mengden energi som frigjøres per tidsenhet fra en enhetsoverflate, som er per enhet av bølgelengdeområdet.

Et lignende kriterium som reflekterer intensiteten av monokromatisk stråling kalles spektral lysstyrke.

Følgende typer pyrometre er tilgjengelige:

• stråling;
• luminans (optisk);
• farge.

stråling pyrometre tillate målinger innen 20-25000 ° C, men for å bestemme temperaturen, er det viktig å ta hensyn til koeffisienten for ufullstendighet for stråling, hvis faktiske verdi avhenger av kroppens fysiske tilstand, dens kjemiske sammensetning og andre faktorer.

Det viktigste aktive elementet i strålingssensoren er et teleskop, som inne i er et batteri som består av en seriekrets av termoelementer. Arbeidsendene til disse enhetene er plassert på en platinabelagt lobe (+)

Lysstyrke (optiske) pyrometre Designet for å måle temperaturer på 500-4000 ° C. De gir høy nøyaktighet av målingene, men de kan fordreie avlesninger på grunn av mulig absorpsjon av stråling fra legemer av et mellommedium som observasjoner gjennomføres gjennom.

Fargepyrometrehvis handlinger er basert på å bestemme strålingsintensiteten ved to bølgelengder - helst i den røde eller blå delen av spekteret, blir brukt til målinger i området 800 til 0 ° C.

Deres viktigste fordel er at ufullstendigheten av strålingen ikke påvirker målefeilene. I tillegg er indikatorene uavhengig av avstanden til objektet.

Kvarts temperaturomformere (piezoelektrisk)

For å ta temperaturavlesninger innen -80 + 250 ° C, kan du bruke kvartsomformere (piezoelektriske elementer), hvis prinsipp er basert på frekvensavhengigheten til kvarts på oppvarming. I dette tilfellet påvirker kuttets plassering langs de krystallinske aksene funksjonen til omformeren.

Piezoelektriske (kvarts) enheter brukes ofte i forskning, siden slike enheter er preget av et utvidet måleområde, pålitelighet, høy nøyaktighet

Piezoelektriske sensorer kjennetegnes ved fin følsomhet, høy oppløsning, de er i stand til å fungere pålitelig i lang tid. Slike enheter er mye brukt i produksjonen av digitale termometre og regnes som en av de mest lovende enhetene for fremtidig teknologi.

Støy (akustiske) temperatursensorer

Funksjonen til slike anordninger tilveiebringes ved å fjerne den akustiske potensialforskjellen avhengig av temperaturen på motstanden.

Akustiske metoder lar deg ta temperaturavlesninger i trange rom og miljøer der direkte måling ikke er mulig. Lignende enheter brukes i medisin, undervannsforskning, så vel som i industrien

Metoden for måling av slike sensorer er ganske enkel: det er nødvendig å sammenligne støyen som produseres av to lignende elementer, hvorav den ene er ved en kjent temperatur, og den andre ved en bestemt temperatur.

Akustiske temperatursensorer er egnet for å måle intervallet -270 - +1100°C. Dessuten ligger kompleksiteten i prosessen i det for lave støynivået: lydene som sendes ut av forsterkeren drukner den noen ganger.

NQR temperatursensorer

Essensen av driften av kjernefysiske quadrupol-resonanstermometre er handlingen til feltgradienten, som danner krystallgitteret og kjernenes øyeblikk - en indikator forårsaket av avviket fra ladningen fra symmetrien til sfæren.

Som et resultat av dette fenomenet oppstår en prosesjon med kjerner: frekvensen avhenger av gradienten til gitterfeltet. Temperaturen påvirker også størrelsen på denne indikatoren: dens stigning forårsaker et fall i NQR-frekvensen.

Hovedelementet i slike sensorer er en ampulle med et stoff som er plassert i en induktansvikling koblet til generatorkretsen.

Fordelen med enhetene er ubegrenset målingsvarighet, pålitelighet og stabil drift. Ulempen er målingens ikke-linearitet, noe som gjør det nødvendig å bruke konverteringsfunksjonen.

Halvlederenheter

En kategori av enheter som fungerer på grunnlag av endringer i egenskapene til pn-krysset forårsaket av temperatur. Spenningen ved transistoren er alltid proporsjonal med effekten av temperatur, noe som gjør det enkelt å beregne denne faktoren.

Fordelene med slike enheter er høy datanøyaktighet, lave kostnader, linearitet av kjennetegn over hele måleområdet. Installasjonen av slike enheter gjøres enkelt direkte på et halvledersubstrat, noe som gjør dem ypperlige for mikroelektronikk.

Volumetriske temperatursensorer

Slike innretninger er basert på det velkjente prinsippet om ekspansjon og sammentrekning av stoffer observert under oppvarming eller avkjøling. Slike sensorer er ganske praktiske. De kan brukes til å bestemme temperaturer mellom -60 - + 400 ° С.

For muligheten for visuell temperaturregulering er de fleste av temperatursensorene i rommene utstyrt med skjermer som gjeldende verdier vises på.

Det er viktig å huske at målinger av væsker med slike innretninger er begrenset av koke- og frysetemperaturene, og av gasser ved overgang til flytende tilstand. Målefeilen forårsaket av påvirkning av miljøet for disse enhetene er ganske liten: den varierer mellom 1-5%.

Valg av temperatursensorer

Når du velger slike enheter, kan faktorer som:

• temperaturområdet som målingene tas i;
• behovet og evnen til å fordype sensoren i et objekt eller miljø;
• målebetingelser: for å ta indikatorer i et aggressivt miljø, er det bedre å foretrekke et ikke-kontaktalternativ eller en modell plassert i en korrosjonsbeskyttelse;
• enhetens levetid før kalibrering eller utskifting - noen typer enheter (for eksempel termistorer) mislykkes raskt nok;
• tekniske data: oppløsning, spenning, signalmatningshastighet, feil;
• utsignalstørrelse.

I noen tilfeller er materialet til enhetsetui også viktig, og når det brukes innendørs - størrelsen og designen.

Retningslinjer for DIY-installasjon

Slike apparater blir mye brukt til forskjellige formål: de er utstyrt med radiatorer, varmekjeler og andre husholdningsapparater.

Før du starter installasjonen, bør du lese instruksjonene nøye: den indikerer ikke bare installasjonsfunksjonene (for eksempel dimensjoner for tilkobling til dysen), men også driftsreglene, samt temperaturgrensene som måleenheten er egnet for.

Det er også nødvendig å ta hensyn til størrelsen på hylsen, som kan variere mellom 120-160 mm.

Vurder de to vanligste tilfellene med montering av en temperatursensor.

Koble enheten til radiatoren

Det er ikke nødvendig å utstyre alle varmeapparater med en termostat. I henhold til regelverket sensorer montert på batteriethvis den totale kapasiteten overstiger 50% av varmeproduksjonen med lignende systemer. Hvis det er to varmeovner i rommet, er termostaten bare installert på en som har en høyere effektindikator.

Temperatursensoren er en obligatorisk del av temperaturkontrollere, noe som gjør det mulig å redusere eller øke oppvarmingen av radiatorer, gulvvarme og andre varmeapparater

Enhetens ventil er installert på forsyningsrøret på stedet for tilkoblingen av radiatoren til varmenettet. Hvis det er umulig å sette det inn i en eksisterende krets, er det nødvendig å demontere forsyningsledningen, noe som kan forårsake noen problemer.

For å utføre denne manipulasjonen er det nødvendig å bruke et verktøy for å skjære rør, mens installasjonen av et termisk hode lett gjøres uten spesialutstyr. Så snart sensoren er montert, er det nok å kombinere merkene som er laget på saken og enheten, hvoretter hodet festes ved jevn å trykke på hånden.

Montering av lufttemperaturføler

En slik enhet er installert i den kaldeste stuen uten trekk (i hallen, kjøkkenet eller kjelerommet, installasjonen er uønsket, da det kan forårsake forstyrrelser i systemet).

Når du velger et sted, må du sørge for at sollys ikke faller på enheten, det ikke skal være noen varmeutstyr (varmeovner, radiatorer, rør) i nærheten.

For et konvensjonelt varmesystem er en termostat nok, mens det med en kollektorkrets er ønskelig å bruke flere sensorer, hvis antall sammenfaller med antall rom. Dette lar deg justere temperaturen individuelt i separate rom.

Koble til enheten utføres i henhold til instruksjonene i det tekniske passet, ved bruk av terminalene eller kabelen som er inkludert i settet.

Temperaturovervåking kreves termisk sensor i det "varme gulvet" kan være plassert dypt i betongmassen. I dette tilfellet kan et korrugerte rør med en lukket ende og en skrånende bøyning brukes til beskyttelse.

Den siste funksjonen lar deg fjerne en ødelagt enhet og erstatte den med en ny om nødvendig.

Installasjonen av enheten er som følger:

1. Det er anordnet en fordypning i veggen for montering av festet.
2. Den fremre delen fjernes fra temperatursensoren, hvoretter enheten installeres på det forberedte stedet.
3. Deretter kobles varmekabelen til kontaktene, mens sensorene er koblet til terminalene.

Det siste trinnet er å koble til strømkabelen og installere frontpanelet på sin plass.

Termostatens tilkoblingsskjema for varmekjelen er beskrevet i detalj i denne artikkelen.

Hvis enheten, for funksjonaliteten som sensorens interne tilkobling er nødvendig, har en kompleks design, er det bedre å kontakte spesialister.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Videoen nedenfor beskriver hvordan du installerer termiske apparater på en kjele:

Avviker installasjonen av sensorene på forsynings- og returrørene:

Temperatursensorer er mye brukt både i forskjellige bransjer og til hjemlige formål. Et bredt spekter av slike enheter, som er basert på forskjellige driftsprinsipper, lar deg velge det beste alternativet for å løse et bestemt problem.

I hjem og leiligheter brukes slike enheter oftest for å opprettholde en behagelig temperatur i lokalene, samt justere varmesystemer - batterier, gulvvarme.

Har du noe å supplere, eller har spørsmål om valg og installasjon av en temperatursensor? Du kan legge igjen kommentarer til publikasjonen, delta i diskusjoner og dele din egen erfaring ved bruk av slike enheter. Kontaktskjemaet ligger i den nedre blokken.