Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Как проверить датчик температуры в стиральной машине?

Термодатчик – специальный прибор, контролирующий нагрев воды в барабане. Он отслеживает нужную температуру и вовремя отключает нагреватель для экономии энергии. Если вдруг ваш прибор перестал нагревать воду или затрачивает на это слишком много времени, возможно, дело именно в этом датчике. Узнаем, как проверить работоспособность датчика температуры в стиральной машине.

Расположение датчика в стиральной машине

Проверка функциональности

Для проверки датчика температуры необходимо обеспечить к нему доступ. Чтобы это сделать, обесточьте стиралку и перекройте подачу воды. Далее придется демонтировать внешнюю панель и некоторые внутренние части. Проще всего удалить из системы термистор, так как он находится непосредственно в ТЭНе. В популярных моделях, таких как Индезит и Самсунг, термодатчик установлен в нижней части системы.

Для демонтажа термистора потребуется:

  • снять заднюю панель машины;
  • отключить от проводов термодатчик;
  • ослабить крепление ТЭНа;
  • удалить термистор из системы.

После демонтажа датчика, вам потребуется мультиметр, чтобы измерить сопротивление. Выполняется это таким образом:

  1. Настройте мультиметр и приготовьтесь проверить сопротивление.
  2. Подключите щупы прибора к контактам термодатчика. Помните, что при достижении температуры в двадцать градусов сопротивление должно быть не выше 6000 Ом.
  3. Опустите термодатчик в воду и внимательно отслеживайте показатели мультиметра. В случае исправной работы датчика, его сопротивление начнет снижаться. В воде температурой тридцать пять градусов оно дойдет до отметки 1350 Ом.

Важно! Если вы обнаружили поломку датчика, немедленно замените его на новый. Ремонту эта деталь не подлежит, а в неисправном состоянии может привести к поломкам.

Распространенные поломки

Чаще всего в этих датчиках выходит из строя медная трубка, которая выступает в качестве проводника фреона.

В итоге функциональность датчика нарушается, и приходиться заменять деталь на новую. Приобретя новую запчасть, установите ее на место вышедшей из строя.

Внешние признаки неполадок в датчике могут принимать следующие формы:

  • стирка с любым режимом и произвольно выбранной температурой все равно проводиться в кипяченой воде;
  • внешние панели стиральной машины сильно нагреваются в процессе работы, из загрузочного люка может клубиться пар.

Наличие этих признаков означает срочную необходимость в замене устройства по контролю за нагревом. Дальнейшая эксплуатация машинки с неработающим датчиком может привести к серьезным поломкам всей системы или перегоранию нагревателя. Заменить вышедший из строя ТЭН будет довольно хлопотно и дорого.

Различные типы термодатчиков

В современных моделях чаще всего устанавливают один из трех типов датчика:

  • газонаполненный;
  • биметаллический;
  • термистор.

Отличаются они в первую очередь устройством и особенностями при замене.

Газонаполненный

Этот тип датчика сконструирован из двух деталей. Одна из них выполнена в виде металлического кругляша размером 20 -30 миллиметров. Эта деталь расположена во внутренней части бака и измеряет температуру воды при соприкосновении с ней. Вторая деталь газонаполненного датчика выполнена в виде полой трубочки из меди. Она подключена ко внешнему регулятору температуры, который встроен в панель управления программами.

Внутреннее пространство датчика заполнено фреоном. При воздействии высоких температур он расширяется, провоцирую замыкание контактов, соединенных с нагревателем.

Газонаполненный термодатчик

Биметаллический

Это устройство выполнено в виде той же таблетки, что и первое. Внутри этой детали расположена биметаллическая пластина, выгибающаяся при воздействии температур. Это провоцирует замыкание контактов и прекращению нагрева воды.

Биметаллический термодатчик

Термистор

Сейчас набирает популярность третий вид термодатчиков, а именно термистор. Выполненный в виде цилиндра диаметром в 10 миллиметров, он устанавливается прямо на ТЭН. Он работает на принципах изменения сопротивления, а главным его преимуществом считается простая замена.
Помните, что датчик температуры является важной деталью стиральной машины. Своевременная замена изношенной детали и соблюдение мер профилактики могут спасти вас от дорогостоящего ремонта и продлить срок службы вашей машины автомата.

Проверка температурных датчиков

 

Современные кондиционеры имеют развитую систему самодиагностики, которая получает информацию от различных датчиков и на основании этого изменяет параметры системы или выдаёт коды ошибок.

Одним из типов таких датчиков являются термодатчики, обычно полупроводниковые термисторы.

Самые простые кондиционеры кондиционеры имеют, как минимум, два термодатчика во внутреннем блоке, а более интеллектуальные гораздо больше.

Рассмотрим подробнее где их устанавливают и как их проверить.

 

Как найти температурный датчик в кондиционере

 

Внутренний блок:

  • Датчик температуры комнатного воздуха

Это тот самый датчик, который задаёт режим работы компрессора.

  • Датчик температуры испарителя (установлен в средней точке испарителя)

Он служит для отключения компрессора при температуре испарителя ниже нуля, или индикации ошибки, во избежание обледенения испарителя.

  • Температурный датчик на выходе из испарителя
  • Датчик температуры электродвигателя вентилятора

Отключает двигатель при перегреве, предупреждая возгорание.

Перегрев обычно случается в случае межвиткового замыкания.

  • Термопредохранитель в клеммной колодке
  • При превышении температуры срабатывания (чаще всего около 90 0С) он сгорает, размыкая цепь питания кондиционера.

 

Внешний блок:

  • Датчик температуры наружного воздуха

Этот датчик служит для ограничения работы кондиционера при температуре на улице ниже его рабочего диапазона

Кондиционер просто не включится, если температура на улице ниже его предела.

  • Датчик температуры конденсатора (может быть установлено несколько, в разных точках)

Функция этого датчика – поддержание давления конденсации в заданном пределе при изменении температуры на улице.

  • Датчик температуры нагнетания компрессора

По температуре нагнетания можно косвенно определить давление, и если оно выше нормы, то кондиционер выдаёт ошибку.

  • Датчик температуры газовой магистрали

Датчик газовой магистрали дублирует датчик низкого давления, и выдаёт ошибку при его чрезмерном снижении.

  • Температурный датчик на двигателе вентилятора
  • Термопредохранитель на соединительной колодке

 

Также существуют системы с определением уровня конденсата с помощью термодатчиков, вместо механического поплавка.

 

Как проверить датчик температуры кондиционера

 

Главный параметр, по которому можно судить о исправности термисторов, это его сопротивление.

Причём его сопротивление зависит от температуры

Для определения сопротивления необходим прибор – омметр или мультиметр, в котором есть функция измерения сопротивления.

Также необходим термометр, можно обычный комнатный.

 

Методика проверки термодатчиков:

 

  • Вынимаем датчик из разъёма на плате
  • Устанавливаем  прибор на функцию измерения сопротивления (лучше автоматический выбор предела измерения)

  • Считываем показания с прибора

  • Измеряем комнатную температуру
  • Сверяем показания с данными из документации на эту модель.

 

Пример проверки датчика температуры 

 

Для примера возьмём кондиционер Toshiba RAV-SM562KRT-E.

Скачиваем сервис мануал для этой модели.

В разделе Troubleshooting находим таблицы зависимости сопротивления датчиков от температуры.

Возьмём для датчика температуры комнатного воздуха:

Из графика видно, что при температуре 25 0С его сопротивление равно 10 кОм (самое распространённое значение).

Для проверки можно нагреть датчик, взяв его в руку, при этом, как видно из графика, его сопротивление должно уменьшиться.

 

Как узнать сопротивление датчика температуры кондиционера

 

Главный источник информации – документация для кондиционеров, сервис мануалы (service manual) и технические данные (technikal data).

Если же не удаётся найти информацию для данной модели, можно посмотреть документацию для других моделей этого же производителя, очень часто датчики устанавливают с одинаковыми параметрами.

Также можно измерить параметры на аналогичном кондиционере, если есть такая возможность.

 

Если выяснилось что датчик всё-таки неисправен и требуется временно восстановить работоспособность кондиционера пока не приобретён датчик, это можно сделать поставив на место штатного датчика резистор.

Проще всего это сделать отрезав старый неисправный датчик, а освободившиеся выводы зачистить и припаять или прикрутить к ним резистор.

Для нашего примера нужен номинал 10 кОм, можно использовать любой постоянный или подстроечный.


При этом нужно учесть, что кондиционер будет всё время работать в режиме максимальной мощности не выключая компрессор.

Так что применять этот способ можно лишь на время при крайней необходимости.

Как проверить датчик температуры стиральной машины автомат

Как проверить датчик температуры стиральной машины автомат?

Датчик температуры стиральной машины – это элемент стиралки, что располагается внутри прибора. Данная деталь предназначена контроля нагрева воды до установленной программой температуры. Когда вода достигает нужной температуры, термодатчик отключает ТЭН. Бывает такое, что в один «прекрасный» момент стиралка очень сильно греет воду, или не греет ее вовсе. Это может быть связано с тем, что в ней вышел из строя датчик температуры и его нужно проверить и если подтвердится поломка – то заменить. Именно об этом пойдет речь в нашей статье.

Содержание:

Какие бывают датчики температуры.

Проверяем датчик на его работоспособность и выполняем его замену.

Как понять, что термодатчик сломался?

Какие бывают датчики температуры для стиральных машин?

Датчики бывают разные, но в автоматических стиральных машинах может стоять один из трех видов термодатчиков, все зависит от производителя стиральной машины. Датчики температуры могут быть:

– газонаполненный термодатчик;

– биметаллический термодатчик;

– термистор.

Все эти типы отличаются друг от друга по принципу своей работы, а это значит, что и при их замене будут у каждого свои особенности. Давайте попробуем разобраться.

Датчик температуры газонаполненный имеет в своей конструкции два составляющих – металлическую таблетку и медную трубку.

Металлическая таблетка в диаметре примерно двадцать – тридцать миллиметров, а ее высота составляет не больше 30мм. Она размещена внутри бака, для прямого соприкасания с водой. А это позволяет ей точно измерять температуру воды. Вторая часть газонаполненного термостата представляет собой трубку, что сделана из меди. Эта трубка соединяется с наружным терморегулятором, что расположен на панели управления СМА. Внутрь деталей такого регулятора закачивается фреон. И от воздействия температуры воды этот газ может расширяться или сжиматься, за счет этого происходит замыкание и размыкание контактов, что идут на сам нагревательный элемент.

Датчик температуры стиральной машины биметаллический аналогично предыдущему датчику выполнен в виде металлической таблетки диаметром около тридцати миллиметров, высота ее около десяти миллиметров.

В самой таблетке есть небольшая биметаллическая пластина. Когда температура воды достигает нужного значения, пластина выгибается, этим самым размыкая контакты, и прекращается нагрев воды.

В более новых стиральных машинах используется термистор, как термодатчик.

Внешне термистор напоминает металлический цилиндр, что имеет небольшой диаметр – 1 см и длину 3 см. Такой термодатчик располагается на самом ТЭНе. Работает он за счет изменения сопротивления при нагреве воды до необходимой температуры.

Проверяем датчик на его работоспособность и выполняем его замену.

Чтобы проверить работоспособность датчика температуры, его сначала нужно достать из стиральной машины. А что бы это сделать стиралку требуется разобрать. Значит, вам предстоит изначально отключить машинку от электричества и приступить к ее частичной разборке. Проще всего достать из стиралки термистор, он находится внутри нагревательного элемента. А последний располагается в низу стиральной машины.

Для изъятия термистора вам нужно будет сделать следующее:

– снимите заднюю крышку стиралки;

– отключите провода, что идут от датчика, к внешнему регулятору;

– ослабьте крепление, что удерживает нагревательный элемент;

– вытащите термистор.

И так, полдела сделано, теперь нужно проверить работоспособность датчика температуры. Для этого необходимо:

– настроить мультиметр для измерения сопротивления;

– приложить щупы прибора к контактам термистора. При определенной температуре в месте расположения датчика, его сопротивление должно соответствовать табличным значениям для данной модели стиральной машины;

опустите термистор в горячую воду и наблюдайте, как меняются данные на мультиметре, когда меняется температура датчика. Если деталь рабочая, то сопротивление при повышении его температуры должно падать, а когда температура термистора достигнет пятидесяти градусов, то сопротивление некоторых термодатчиков может быть 1350 Ом.

Обратите внимание! Если после проверки стало ясно, что датчик температуры сломан, то его никто не ремонтирует, он меняется. После замены датчика нужно собрать стиралку обратно.

Если речь идет о газонаполненном датчике, то кроме задней стенки нужно еще снять и переднюю панель управления стиральной машины. Это требуется обязательно, ведь требуется добраться и отсоединить наружную часть датчика. Далее обратно возвращаемся к задней стенке стиралки, там нужно найти сифон термодатчика с трубкой, что должен быть расположен на корпусе бака стиральной машины.

Потом очень осторожно снимите резиновую изоляцию, чтобы не повредить медную трубку термистора. Берем тонкое шило, бережно поднимаем уплотнительную резинку и стягиваем ее. Потом надавливаем на основание датчика вовнутрь и тогда он выскакивает из пазов. А теперь вы можете свободно вытащить термодатчик из отверстия в баке, отсоединить от него провод и можете уже проверять его работоспособность.

Проблема таких датчиков в том, что у них часто случается поломка медной трубки – из нее происходит утечка фреона. Через эту утечку датчик начинает работать некорректно. Для замены нужно купить новый рабочий термодатчик в сборе с переключателем и установить на место сломанного датчика. После установки стиралку нужно обратно собрать.

Если говорить о биметаллическом терморегуляторе, то требуется добраться до бака стиралки, потом отсоединить его от проводов.

Далее при помощи мультиметра проверить работоспособность датчика температуры по тому же принципу, что и термистор.

Чаще всего такие датчики выходят из строя по той причине, что повреждается биметаллическая пластина и термодатчик начинает барахлить. Ремонту такие термодатчики тоже не подлежат, только полная замена.

Как понять, что термодатчик сломался?

От того рабочий термодатчик в стиральной машине или нет будет зависеть ее работа. Многие задают вопрос: «А можно ли как то по внешним признакам понять, что термодатчик вышел из строя?». Можно, и к таким признакам относятся:

1. На любой, выбранной программе вода во время стирки нагревается практически до температуры кипения.

2. Во время стирки вы стали замечать, что корпус стиральной машинки очень горячий, а из люка идет пар.

3. Стиральная машина на любой программе вовсе не нагревает воду.

Откладывать эту поломку «на потом» не стоит, ведь если ее не устранить сразу, то в конечном итоге в стиралке перегорит нагревательный элемент. А замена ТЭНа будет стоять дороже, чем замена датчика температуры.

Датчик температуры для стиральной машины можно заменить и самому, просто нужно знать, принцип работы и конструкцию стиралки.

А еще перед заменой купить нужный датчик температуры, ведь не каждый подойдет именно для вашей стиральной машины.


 

 

замена в LG, Индезит и Ардо

Чтобы стиральная машина эффективно справлялась со своими задачами, в нее встраивается датчик температуры, благодаря которому осуществляется контроль за показателями нагрева воды. Пока он находится в исправном состоянии, аппарат будет нормально стирать вещи. Если он выйдет из строя, не исключаются различные проблемы, например, поломка агрегата. Необходимо постоянно следить за работой аппарата и вовремя устранять неисправности.

Роль термодатчиков

В любой стиральной машине встроен датчик температуры воды – устройство, позволяющее следить за тем, чтобы вода нагревалась в пределах установленного режима. Как только заданная температура будет достигнута, ТЭН (трубчатый электронагреватель) отключается. Скорость нагрева зависит от мощности ТЭНа.

Различают три типа датчиков, устанавливаемых в стиральную машину:

  • газонаполненные;
  • биметаллические;
  • термисторы.

Датчик температуры для стиральной машины Indesit

Первый тип представляет собой 20-30-миллиметровый металлический кругляш, находящийся внутри бака, и медную трубочку, подсоединенную к температурному регулятору. Датчик заполнен фреоном, который при повышении температуры способен расширяться. В определенный момент нагрев прекращается по причине замыкания контактов.

Во втором термостате присутствует пластина из металла или пластика, которая под воздействием температуры выгибается, из-за чего также замыкается электрическая цепь.

Обе разновидности термостатов крепятся так, чтобы происходил прямой контакт с водой, при этом они не находятся возле нагревательного элемента. Кроме того, когда вода остынет, электроцепь разомкнется, и нагревание начнется снова.

Датчик температуры стиральной машины Samsung

Современные модели оснащаются термисторами. Устройства, имеющие цилиндрическую форму с диаметром 10 мм, устанавливаются на электронагреватель. Когда вода нагревается, ее сопротивление меняется. Термистор производит замер сопротивления, что помогает определить температурные показатели. Близкое расположение ТЭНа не влияет на работу датчика.

Возможные проблемы из-за неисправности

Многие обращаются к мастерам по причине возникающих неполадок в процессе работы стиральной машины. На неисправность датчика температуры будут указывать:

  1. Стирка белья в кипяченой или холодной воде независимо от выбранного режима.
  2. Чрезмерный нагрев внешних панелей.
  3. Слишком быстрый или спонтанный процесс стирки.

Температурный датчик (термистор)

Если включать агрегат с неисправным датчиком, это может привести к:

  • повреждению белья;
  • быстрому изнашиванию резинок на дверцах аппарата;
  • чрезмерной нагрузке на панель управления;
  • выходу из строя прочих комплектующих, что полностью остановит работу стиральной машины.

Проверка регулятора нагрева

При подозрении на поломку датчика температуры необходимо обратиться к специалисту либо разобраться с причинами нерабочего состояния агрегата самостоятельно. Как проверить функциональность элемента?

Проще всего снять термистор, поскольку он крепится непосредственно к ТЭНк. Во многих моделях, к примеру, Индезит, Самсунг, термодатчики находятся внизу машинки.

Извлечение термистора для замеров его сопротивления до и после нагревания предусматривает следующие действия:

  1. После предварительного выключения электропитания снимается задняя панель стиральной машины.
  2. Производится отсоединение контактов.
  3. Ослабляется крепление ТЭНа.
  4. Извлекается датчик.

Измерение сопротивления датчика температуры

В дальнейшем при помощи мультиметра измеряется сопротивление датчика температуры стиральной машины:

  • используемый инструмент следует правильно настроить;
  • к контактам термистора подключаются щупы мультиметра;
  • термодатчик помещается в воду.

Если датчик температуры ТЭНа находится в рабочем состоянии, отмечается понижение сопротивления. Важно помнить, что при 20 градусах максимально допустимая отметка сопротивления – 6 000 Ом. Чем температура воды будет выше, тем изучаемые показатели должны быть меньше.

Специалисты советуют: если датчик оказался неисправным, лучше поставить новый.

Как проверить газонаполненный датчик:

  1. В первую очередь обесточивается машина и перекрывается вода.
  2. Производится демонтаж передней панели и задней стенки агрегата.
  3. Отсоединяются провода.
  4. Обычно в таких термостатах ломается медная трубка, из-за чего фреон выходит наружу. Решение проблемы – замена поврежденного датчика.

Как проверить биметаллический термостат? Чтобы его достать, понадобится также добраться до бака и отсоединить все контакты. Для теста пригодится мультиметр, с помощью которого устанавливается сопротивление термостата. Если оно падает после помещения регулятора в горячую воду, значит, поломку следует искать в другом месте. В противном случае, осуществляется замена элемента.

Особенности функционирования термодатчиков популярных агрегатов

Какой бы качественной стиральная машина ни была, рано или поздно приходится заниматься ее ремонтом. Зачастую возникает проблема с подогревом воды. Она либо остается холодной, либо становится слишком горячей.

Подобные неисправности наблюдаются при работе моделей:

  • LG;
  • Индезит;
  • Bosch;
  • Candy;
  • Ардо;
  • Самсунг и прочих.

Когда один из узлов аппарата выходит из строя, на табло высвечивается соответствующий код, указывающий на причину поломки. Если необходимо обратить внимание на датчик температуры стиральной машины LG, она выдаст код tE. При отсутствии экрана можно наблюдать мигание индикаторов температуры.

Иногда в панели управления LG случаются сбои, что приводит к ошибочному высвечиванию кода. Для проверки следует обесточить машинку, а потом снова включить. Если LG продолжает показывать информацию о неполадках, понадобится убедиться в том, что соединения между модулем управления и электронагревателем находятся на месте.

Нередко нагревания воды не происходит из-за поломки датчика температуры. В аппаратах LG устанавливаются термисторы. Если термистор ломается, производится его замена.

Достаточно надежными считаются машинки Индезит, однако и они в определенный момент могут ломаться. Один из плюсов Индезит – система самодиагностики, которая позволяет владельцу агрегата самостоятельно определить причину неполадок и устранить их, не обращаясь к специалистам.

Когда на дисплее появляется код F03, необходимо проверить датчик температуры Индезит. Если модель не имеет дисплея, одновременно загораются либо моргают лампочки, как и в случае с LG.

Загоревшиеся датчики на панели управления

Причины, почему этот элемент не работает:

  1. Проводка, которая соединяет термодатчик и панель управления, повреждена.
  2. Реле ТЭНа вышло из строя.
  3. Случилась неисправность в виде замыкания/размыкания цепи.

Любая стиральная машина, имеющая электронный модуль управления, изначально отключается и перезагружается. Если подобные действия показали, что произошел обычный сбой, желательно не отказываться от обращения в сервисный центр. Возможно, так удастся избежать дальнейших проблем с Индезит.

Время от времени ремонт требуется машинкам Ардо, Bosch, Самсунг, Candy. Например, Ардо может часто перегревать воду, из-за чего портится не только белье, но и различные элементы машины. Следует быть крайне внимательными, если вода в Ардо закипает. Перегрев часто провоцируется неисправностью термостата или термистора.

Владельцы аппаратов Bosch и Candy нередко вызывают мастеров на дом, потому что машина прекращает греть воду. Причиной подобного бывает поломка ТЭНа или неисправность регулятора температуры. В некоторых моделях Bosch термостат установлен отдельно от нагревателя.

Специалисты утверждают, что необходимо регулярно следить за функционированием стирального агрегата. Его осмотром следует заниматься дважды в год. Но без особой надобности разбирать машинку не нужно, в частности, это касается проверки термодатчика.

Датчики температуры в автомобиле: общая информация. Как устроены температурные датчики: какие они бывают

Температурные датчики – элементы электрических цепей, изменяющие свое сопротивление в зависимости от температуры.

Классификация:
По принципу работы:
Термовыключатели – работают по принципу ключа – при изменении температуры происходит скачкообразное изменение сопротивления:
1. при достижении определённой температуры сопротивление падает с единицы практически до нуля – термовыключатели работающие на замыкание.
2. при достижении определённой температуры сопротивление возрастает с нуля до единицы – термовыключатели работающие на размыкание.
Терморезисторы – меняют свое сопротивление постепенно в зависимости от температуры.
– терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (термисторы или NTC (Negative Temperature Coefficient) ). С увеличением температуры их сопротивление уменьшается.
– терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (позисторы или PTC (Positive Temperature Coefficient) – позисторы). С увеличением температуры их сопротивление возрастает.

По выполняемой функции:
1. Датчики включения вентилятора.
2. Датчики на температурную стрелку.
3. Датчики на систему впрыска.

Термовыключатели
Термовыключатели устанавливаются на большом круге циркуляции, как правило, на радиаторе охлаждения, либо рядом с ним.
Термовыключатели делятся на два вида:
– включения аварийной индикации
– включения вентилятора охлаждения

Температурные датчики – важные детали системы управления двигателем, участвующие в экономии топлива и уменьшении вредных выбросов. Вместе с другими датчиками, температурные датчики передают электронному блоку управления двигателем (ЭБУ / ECU) данные, необходимые для управления впрыском топлива.

Существует несколько основных типов датчиков:
1. Датчики температуры охлаждающей жидкости. Их функция заключается в измерении температуры охлаждающей жидкости. Эти датчики устанавливаются в малом круге циркуляции охлаждающей жидкости и передают данные напрямую в ЭБУ. Диапазон измеряемых температур колеблется от -40 градусов до + 130 градусов.
2. Датчики температуры входящего воздуха. Устанавливаются на впускном тракте. Эти датчики измеряют температуру поступающего в двигатель воздуха, эти данные, в сочетании с данными, поступающими с датчика расхода воздуха, позволяют ЭБУ более точно рассчитывать массу поступившего в двигатель воздуха. Диапазон измеряемых температур колеблется от -40 градусов до + 120 градусов.
3. Датчики наружной температуры. Функция этих датчиков аналогична функции датчиков температуры входящего воздуха. Отличие заключается в месте установки. Они устанавливаются не во впускном тракте.

В основе конструкции температурного датчика лежит терморезистор – полупроводник, электрическое сопротивление, которого изменяется в зависимости от температуры. По типу изменения сопротивления от температуры выделяют два типа терморезисторов:
– терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (термисторы или NTC (Negative Temperature Coefficient) – термисторы).
– терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (позисторы или PTC (Positive Temperature Coefficient) – позисторы).

Терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления:
Их сопротивление определяется по формуле:

Rt – сопротивление терморезистора
R25 – сопротивление терморезистора при 25 градусах
B – константа (зависит от свойств материала из которого изготовлен терморезистор)
T – температура терморезистора
Из формулы видно, что чем выше температура, тем меньше сопротивление терморезистора.

График изменения сопротивления позистора в зависимости от температуры:

Устройство автомобильного датчика температуры охлаждающей жидкости:

Connector – электрический разъем для присоединения датчика к электропроводке автомобиля.
Metal body – корпус датчика
Gasket – уплотняющая прокладка
Thermistor – термистор

При неисправности термодатчика нужно проверить состояние разъема и корпуса датчика, при наличии повреждений требуется заменить датчик на новый.

Причины поломки термодатчиков:
– механическое повреждение датчика
– перегрев датчика

Признаки выхода из строя термодатчика:
– повышенный расход топлива
– потеря мощности
– перегрев двигателя
– включение аварийной индикации на приборной панели
– затруднённый запуск двигателя
– увеличение токсичности выхлопных газов

Обслуживание:
Требуется проверять работу температурных датчиков каждые 25000км. В случае нарушения работы датчика его необходимо заменить на новый. В случае с датчиками температуры воздуха необходимо проводить регулярную очистку его от загрязнений, затрудняющих его работу.

Термодатчики охлаждающей жидкости затягиваются с усилием 30-50 Nm. Герметизирующую прокладку нельзя использовать повторно. Каждый раз при монтаже датчика требуется использовать новую прокладку.

 

Датчики температуры RTD – основы

Датчик температуры RTD – это обычное устройство для измерения температуры в широком диапазоне промышленных приложений. В этой статье мы рассмотрим, как они работают, наиболее распространенные типы, а также их преимущества и недостатки.

Аббревиатура «RTD» означает «датчик температуры сопротивления».Обычно термометры сопротивления содержат платиновую, никелевую или медную проволоку, так как эти материалы имеют положительный температурный коэффициент. Это означает, что повышение температуры приводит к увеличению сопротивления – это изменение сопротивления затем используется для обнаружения и измерения изменений температуры.

Платиновые датчики температуры сопротивления

Platinum RTD – это наиболее распространенный тип RTD, используемый в промышленных приложениях. Это связано с тем, что платина имеет отличную коррозионную стойкость, отличную долговременную стабильность и измеряет широкий диапазон температур (-200… + 850 ° C).

Никелевые резистивные датчики температуры
Никелевые термометры сопротивления

дешевле платиновых и обладают хорошей коррозионной стойкостью. Однако никель со временем стареет быстрее и теряет точность при более высоких температурах. Никель ограничен диапазоном измерения -80… + 260 ° C.

Медные резистивные датчики температуры
Медные RTD

обладают лучшей температурной линейностью среди трех типов RTD, а медь является недорогим материалом. Однако медь окисляется при более высоких температурах. Медь ограничена диапазоном измерения -200… + 260 ° C.

Как устроены РДТ

Конструкция резистивного датчика температуры

может быть выполнена одним из трех способов: резистивные датчики температуры с проволочной обмоткой, датчики сопротивления со спиральными элементами и тонкопленочные датчики сопротивления.

РДТ с проволочной обмоткой

В RTD с проволочной обмоткой резистивный провод наматывается на непроводящий сердечник, который обычно изготавливается из керамики.Производитель датчика осторожно обрезает провод сопротивления для достижения заданного сопротивления при 0 ° C. Это называется сопротивлением «R 0 ». Например. сопротивление R 0 Pt100 = 100 Ом.

Затем к резистивному проводу прикрепляются подводящие провода, а затем на провод наносится стеклянное или керамическое покрытие для защиты. При повышении температуры длина резистивного провода немного увеличивается. При проектировании необходимо следить за тем, чтобы резистивный провод не скручивался или не деформировался иным образом при повышении температуры.Это связано с тем, что механическая деформация вызывает изменение сопротивления проволоки.

РДТ лабораторного класса, используемые калибровочными и эталонными лабораториями, устраняют этот источник ошибок за счет неплотной намотки резистивного провода вокруг непроводящей опорной конструкции. Этот тип RTD может быть очень точным, но он хрупкий и не подходит для большинства промышленных приложений.

Спиральный элемент RTD

В RTD со спиральным элементом резистивная проволока свернута в небольшие катушки, которые свободно укладываются в керамическую форму, которую затем заполняют непроводящим порошком.Проволока сопротивления может расширяться и сжиматься при изменении температуры, что сводит к минимуму погрешность, вызванную механической нагрузкой. Порошок увеличивает скорость теплопередачи в змеевиках, тем самым улучшая время отклика. Термометры сопротивления со спиральными элементами обычно защищены металлической оболочкой при формировании температурных зондов RTD.

Тонкопленочный RTD

Тонкопленочные РДТ выпускаются серийно и стоят меньше, чем РДТ других типов.Они меньше по размеру и имеют более быстрое время отклика, чем другие, что желательно во многих приложениях. Они сделаны путем нанесения тонкого слоя платины на керамическую основу.

Производитель регулирует сопротивление при 0 ° C, открывая параллельные шунты на пути с помощью лазерного луча. Чем больше шунтов открыто, тем выше сопротивление при 0 ° C. Тонкопленочные RTD не так точны, как другие типы, потому что:

  • Сопротивление R 0 не может быть отрегулировано так же точно, как в других типах.
  • Керамическая основа и платиновое покрытие имеют немного разные степени расширения. Это создает ошибку деформации при более высоких температурах.
  • Поскольку тонкопленочные RTD меньше по размеру, ток возбуждения RTD вызывает немного большую ошибку из-за самонагрева RTD.

Коэффициент сопротивления RTD

Термин «коэффициент сопротивления» описывает средний наклон зависимости температуры от сопротивления при изменении температуры RTD от 0 ° C до + 100 ° C.Выражение для коэффициента сопротивления:

( 100 рэнд 0 ) / рэнд 0

Где:

R 100 = Сопротивление RTD при 100 ° C.

R 0 = Сопротивление RTD при 0 ° C.

Коэффициент сопротивления зависит от типа и чистоты металла, используемого для изготовления RTD. Как правило, RTD с высоким значением R 0 в сочетании с высоким отношением сопротивлений легче точно измерить, но другие характеристики металла, используемого в резистивном проводе, по-прежнему влияют на присущую ему точность RTD.

Platinum RTD, используемые в промышленных приложениях, обычно соответствуют стандарту IEC 60751. Эти RTD имеют отношение сопротивлений (138,5 Ом – 100 Ом) / 100 Ом = 0,385 Ом / ° C . В типичном промышленном применении этот тип RTD защищен путем вставки в оболочку из нержавеющей стали.

В стандартах RTD лабораторного класса используется платина более высокой чистоты с более высоким коэффициентом сопротивления: (139,2 Ом – 100 Ом) / 100 Ом = 0.392 Ом / ° C . При температурах выше + 670 ° C ионы металлов, выделяющиеся из зонда из нержавеющей стали, загрязняют платину высокой чистоты, изменяя ее коэффициент сопротивления. По этой причине эти RTD защищены зондом из кварцевого стекла или платины. Эти материалы зонда остаются инертными при высоких температурах, поэтому RTD остается незагрязненным.

Никелевые РДТ

, соответствующие стандарту DIN 43760, имеют отношение сопротивлений (161,7805 Ом – 100 Ом) / 100 Ом = 0,618 Ом / ° C . Никелевые RTD, обычно используемые в США, имеют отношение сопротивлений (200,64 Ом – 120 Ом) / 120 Ом = 0,672 Ом / ° C (показано на графике выше).

Медные РДТ [1] доступны с R 0 = 9,035 Ом или 100 Ом. Оба типа имеют коэффициент сопротивления 0,427:

(12,897 Ом – 9,035 Ом) / 9,035 Ом = 0,427 Ом / ° C.

(142,7 Ом – 100 Ом) / 100 Ом = 0,427 Ом / ° C.

Преимущества использования никелевых или медных RTD

Никель создает высокое сопротивление при 0 ° C и имеет высокий коэффициент сопротивления, что упрощает измерение этого чувствительного RTD.Эти качества также минимизируют погрешность из-за сопротивления подводящего провода. Для RTD приблизительная погрешность из-за сопротивления подводящего провода составляет:

Сопротивление выводного провода / (R 100 -R 0 ) x 0,01

Например:

2-проводной никелевый RTD измеряет температуру в воздуховоде. Каждый выводной провод имеет сопротивление 0,25 Ом при общем сопротивлении проводов 0,5 Ом.

Следовательно, погрешность из-за сопротивления выводного провода может быть рассчитана следующим образом:

0.5 Ом / (161,78 – 100) x 0,01 = 0,81 ° C. Этого достаточно для многих приложений.

Для сравнения, вот числа для 2-проводного платинового RTD с таким же сопротивлением выводного провода:

0,5 Ом / (138,5 – 100) x 0,01 = 1,3 ° C.

Поскольку никелевый RTD очень чувствителен, недорогой датчик с низкой точностью может измерять RTD с приемлемой точностью. Никелевые термометры сопротивления используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и других приложениях, чувствительных к цене.

Медные термометры сопротивления имеют такую ​​же степень теплового расширения и электромагнитный гистерезис, что и медные обмотки, используемые в электродвигателях и генераторах.По этим причинам медные RTD иногда используются для измерения температуры обмоток.

Медь также имеет чрезвычайно линейную зависимость температуры от сопротивления. Благодаря этому можно точно измерить узкий температурный диапазон без дополнительной линеаризации.

Например:

ТС Cu100 создает сопротивление 100 Ом при 0 ° C и сопротивление 142,743 Ом при 100 ° C. Линейная экстраполяция дает теоретическое сопротивление при 50 ° C: (R 100 – R 0 ) / 2 + R 0

= (142.743-100) / 2 + 100 = 121,3715 Ом

Согласно опубликованным таблицам зависимости сопротивления от температуры, резистивный датчик температуры создает сопротивление 121,3715 Ом при 50 ° C, поэтому функционально линейный датчик RTD находится в диапазоне 0… + 100 ° C.

Нелинейность меди не станет очевидной, если не измерить большой диапазон. Например, при измерении 0… + 200 ° C линейная экстраполяция дает теоретическое сопротивление при 100 ° C как (185,675 – 100) / 2 + 100 = 142,838 Ом. Однако, согласно таблицам, сопротивление RTD при 100 ° C составляет 142.743 Ом.

Разница в +0,095 Ом в ° C: 0,095 Ом / 0,427 Ом на градус = погрешность + 0,222 ° C.

Допуск RTD

Большинство производителей датчиков производят платиновые RTD с уровнями точности, соответствующими стандартам IEC 60751 или ASTM E1137 RTD.

Стандарт IEC 60751 определяет четыре класса допуска: класс AA, A, B и C. Стандарт ASTM E1137 определяет два класса допуска: класс A и B.

Обратите внимание, что IEC 60751 определяет максимальный диапазон температур для каждого класса.Например, датчик класса A, оснащенный спиральным резистивным датчиком температуры, должен выдерживать указанный допуск в диапазоне -100… + 450 ° C. При работе вне этого температурного диапазона точность датчика может по умолчанию соответствовать классу B.

Датчики

, соответствующие допуску класса A или класса B ASTM E1137, должны поддерживать указанный допуск в диапазоне -200… + 650 ° C.

В этой таблице показаны расчетные допуски для каждого класса и сорта RTD. Обратите внимание, что RTD класса C имеют широкий допуск ± 6.6 ° C при 600 ° C. Для большинства промышленных приложений требуются термометры сопротивления класса B или лучше.

На следующем графике показаны допуски резистивных датчиков температуры, соответствующих стандарту IEC60751. Вы можете видеть, что RTD наиболее точны при 0 ° C и показывают большую погрешность, когда температура становится выше или ниже 0 ° C.

Многие производители датчиков предлагают RTD с допуском выше класса AA. Допуск этих высокоточных RTD обычно описывается как часть допуска класса B.На приведенном ниже графике RTD «1/5 класса B» имеет допуск всего ± (0,06 + 0,001 t ǀ) в диапазоне -30… 150 ° C. Этот допуск в пять раз лучше, чем у RTD класса B.

Уравнения Каллендара Ван Дюзена

Уравнения Каллендара ван Дюзена описывают зависимость температуры от сопротивления промышленных платиновых термометров сопротивления. Есть два уравнения Каллендара ван Дюзена:

Для температур <0 ° C сопротивление RTD при данной температуре составляет:

Rt = 0 [1 + At + Bt² + C (t – 100) t³]

Для температур ≥ 0 ° C сопротивление RTD при данной температуре составляет:

Rt = 0 (1 + At + Bt²)

Коэффициенты A, B, C и α, δ, β уникальны для каждого RTD.Следующие значения применимы к RTD, соответствующим стандартам IEC 60751 и ASTM E1137:

A = 3,9083 x 10 -3

B = -5,775 x 10 -7

C = -4,183 x 10 -12

α = 3,85 x 10 -3 *

β = 1,5 ° С

δ = 0,1086

* «α» – постоянная «Альфа». Альфа – соотношение сопротивления / 100:

α = ( 100 0 ) / (100 x 0 ).

Альфа платинового RTD, соответствующего IEC 60751:

(138,5 – 100) / (100 х 100)

= 0,00385

Никелевые термометры сопротивления

имеют альфа:

0,672 / 100 = 0,00672.

Медные RTD имеют альфа:

0,427 / 100 = 0,00427.

Характеристики RTD

Даже высококачественные термометры сопротивления не совсем соответствуют кривой R: T. IEC 60751 / ASTM E1137. Для дальнейшего повышения точности измерения калибровочная лаборатория может «охарактеризовать» RTD.Это делается путем тщательного измерения сопротивления RTD при нескольких различных температурах и последующего использования этих данных для получения коэффициентов α, δ, β и A, B и C.

2-проводный преобразователь температуры HART 5437, 2-проводный преобразователь 5337 с протоколом HART и 2-проводный преобразователь 6337 HART могут быть запрограммированы с этими коэффициентами, точно согласовывая преобразователь с определенным RTD для исключительной точности измерения.

Вернуться к библиотеке знаний по связям с общественностью


[1] ПРИМЕЧАНИЕ. ТС Cu100 имеет большее значение R 100 -R 0 , и его легче измерить, чем Cu9.035 RTD.

Полезна ли эта информация?

Датчик температуры сопротивления

– обзор

Датчик температуры сопротивления

Датчик температуры сопротивления, или RTD, представляет собой датчик, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Обычно RTD изготавливается из платиновой (Pt) проволоки, намотанной на керамическую катушку, и демонстрирует более точное и линейное поведение в широком диапазоне температур, чем термопара.На рис. 3-42 показаны ТС резистивного датчика температуры 100 Ом и коэффициент Зеебека термопары типа S. Во всем диапазоне (приблизительно от -200 ° C до + 850 ° C) RTD является более линейным устройством. Следовательно, линеаризация RTD менее сложна.

Рисунок 3-42 :. Температурные датчики сопротивления (RTD)

Однако, в отличие от термопары, RTD является пассивным датчиком и требует возбуждения тока для создания выходного напряжения. Низкая ТС RTD, равная 0,385% / ° C, требует такой же высокопроизводительной схемы преобразования сигнала, что и используемая термопарой; однако падение напряжения на RTD намного больше, чем выходное напряжение термопары.Разработчик системы может выбрать RTD большого размера с более высокой выходной мощностью, но RTD большого размера демонстрируют медленное время отклика. Кроме того, хотя стоимость RTD выше, чем у термопар, в них используются медные провода, и термоэлектрические эффекты от оконечных переходов не влияют на их точность. И, наконец, поскольку их сопротивление зависит от абсолютной температуры, RTD не требуют компенсации холодного спая.

Следует проявлять осторожность при использовании возбуждения током, поскольку ток через RTD вызывает нагрев.Это самонагревание изменяет температуру RTD и проявляется как ошибка измерения. Следовательно, особое внимание следует уделить конструкции схемы формирования сигнала, чтобы самонагрев оставался ниже 0,5 ° C. Производители указывают погрешности самонагрева для различных значений и размеров RTD в неподвижном и движущемся воздухе. Чтобы уменьшить ошибку из-за самонагрева, следует использовать минимальный ток для требуемого разрешения системы и выбрать наибольшее значение RTD, обеспечивающее приемлемое время отклика.

Другой эффект, который может привести к ошибке измерения, – это падение напряжения на подводящих проводах RTD. Это особенно важно для двухпроводных резистивных датчиков температуры с низким сопротивлением, поскольку как TC, так и абсолютное значение сопротивления RTD малы. Если RTD расположен на большом расстоянии от схемы формирования сигнала, тогда сопротивление выводов может составлять Ом или десятки Ом, а небольшое сопротивление выводов может внести значительную ошибку в измерение температуры. Чтобы проиллюстрировать этот момент, предположим, что платиновый резистивный датчик температуры 100 Ом с медными выводами 30 калибра расположен примерно в 100 футах от консоли дисплея контроллера.Сопротивление медного провода калибра 30 составляет 0,105 Ом / фут, а два вывода резистивного датчика температуры будут давать суммарный вклад в сеть 21 Ом, как показано на Рисунке 3-43. Это дополнительное сопротивление приведет к ошибке измерения 55 ° C! TC отведений может внести дополнительную и, возможно, значительную ошибку в измерение. Чтобы исключить влияние сопротивления проводов, используется четырехпроводная технология.

Рисунок 3-43 :. Pt резистивный датчик температуры 100 Ом со 100-футовыми проводами калибра 30

На Рис. 3-44 четырехпроводное соединение, или соединение Кельвина, выполнено с резистивным датчиком температуры.Постоянный ток подается через выводы FORCE RTD, а напряжение на самом RTD измеряется дистанционно через выводы SENSE. Измерительным устройством может быть цифровой вольтметр (DVM) или инструментальный усилитель, и высокая точность может быть достигнута при условии, что измерительное устройство демонстрирует высокий входной импеданс и / или низкий входной ток смещения. Поскольку выводы SENSE не пропускают значительный ток, этот метод нечувствителен к длине проводов выводов. Источниками ошибок являются стабильность источника постоянного тока и входное сопротивление и / или токи смещения в усилителе или цифровом мультиметре.

Рисунок 3-44 :. Четырехпроводное или Кельвиновское подключение к Pt RTD для точных измерений.

RTD обычно конфигурируются по мостовой схеме с четырьмя резисторами. Выходной сигнал моста усиливается инструментальным усилителем для дальнейшей обработки. Однако измерительные АЦП с высоким разрешением, такие как серия AD77XX, позволяют напрямую оцифровывать выход RTD. Таким образом, линеаризация может выполняться в цифровом виде, что снижает требования к аналоговым схемам.

На рис. 3-45 показан резистивный датчик температуры Pt с сопротивлением 100 Ом, управляемый источником тока возбуждения 400 мкА.Выходной сигнал оцифровывается одним из АЦП серии AD77XX. Обратите внимание, что источник тока возбуждения RTD также генерирует опорное напряжение 2,5 В для АЦП через резистор 6,25 кОм. Изменения тока возбуждения не влияют на точность схемы, поскольку как входное напряжение, так и опорное напряжение изменяются пропорционально току возбуждения. Однако резистор 6,25 кОм должен иметь низкое значение TC, чтобы избежать ошибок в измерениях. Высокое разрешение АЦП и входного PGA (коэффициент усиления 1–128) устраняет необходимость в дополнительных схемах согласования.

Рисунок 3-45 :. Сопряжение Pt RTD с ΣΔ ADC с высоким разрешением

ADT70 представляет собой законченный формирователь сигнала Pt RTD, который обеспечивает выходное напряжение 5 мВ / ° C при использовании резистивного датчика температуры 1 кОм (см. Рисунок 3-46). Pt RTD и эталонный резистор 1 кОм возбуждаются согласованными источниками тока 1 мА. Это позволяет проводить измерения температуры в диапазоне от -50 ° C до + 800 ° C.

Рисунок 3-46 :. Кондиционирование Pt RTD с помощью ADT70

ADT70 содержит два согласованных источника тока, прецизионный инструментальный усилитель с двухфазным выходом, a 2.Опорное напряжение 5 В и операционный усилитель с прямым подключением к сети. ADT71 такой же, как ADT70, за исключением того, что внутренний источник опорного напряжения отсутствует. Для оборудования с батарейным питанием предусмотрена функция отключения, которая снижает ток покоя с 3 мА до 10 мкА. Коэффициент усиления или полный диапазон для системы Pt RTD и ADT701 устанавливается прецизионным внешним резистором, подключенным к инструментальному усилителю. Незавершенный операционный усилитель может использоваться для масштабирования внутреннего опорного напряжения, подачи сигнала «Pt RTD open» или предупреждения о «перегреве», подачи сигнала переключения нагревателя или другого внешнего согласования, определяемого пользователем.ADT70 предназначен для работы от −40 ° C до + 125 ° C и доступен в 20-контактных корпусах DIP и SOIC.

Что такое резистивные датчики температуры и их типы

Датчики

являются неотъемлемой частью нескольких электронных и электромеханических устройств, оборудования и механизмов в различных отраслях промышленности. Мониторинг температуры и давления требуется в нескольких производственных процессах. Необходимо поддерживать определенные диапазоны температуры и давления для используемых материалов, а также для здоровья машины.Такие датчики, как RTD, термопары, термисторы и т. Д., Широко используются в различных отраслях промышленности. Они могут быть интегрированы в систему для полной или частичной автоматизации. RTD или резистивные датчики температуры являются одними из самых популярных датчиков температуры для конкретных приложений. В этом посте обсуждаются различные типы RTD и многое другое.

Что такое датчики RTD?

Датчики температуры сопротивления – это датчики температуры, применяемые в промышленных процессах или других приложениях, где постоянный мониторинг и контроль температуры имеют решающее значение для выполнения и функционирования процесса.Здесь разница температур измеряется на основе сопротивления датчика. С повышением температуры сопротивление датчика также увеличивается. Сопротивление измеряется, когда электрический ток проходит через датчик, создавая напряжение. Используя информацию о сопротивлении, датчик может определить температуру. Эти датчики в основном изготавливаются из меди, никеля или платины. Таким образом, базовое сопротивление и максимальная температура зависят от используемого металла. Принимая решение о том, какой металл использовать для датчика RTD, помните о требованиях вашего приложения.Например, платина обычно имеет базовое сопротивление 100 Ом при 0 градусах Цельсия и может выдерживать более высокие температуры, чем медь или никель. Выбор правильного металла для вашего применения имеет решающее значение и приведет к более жестким допускам.

Типы датчиков RTD

В основном эти датчики состоят из двух или трех проводов. Последние обеспечивают более высокую точность измерения температуры, чем первые. Некоторым приложениям может потребоваться только температурный диапазон, а не очень точный вывод.В таких приложениях полезны двухпроводные RTD. Также есть четырехпроводные датчики, у них более жесткие допуски по выходным температурам. Все эти конфигурации проводов могут быть включены в два основных типа RTD:

1. RTD для поверхностного монтажа : Как подразумевает термин, датчики температуры RTD для поверхностного монтажа могут быть установлены на требуемой поверхности объекта без вмешательства пользователя. Температура измеряется через контактную поверхность. Эти датчики гибкие и могут быть адаптированы к форме и размеру объекта.Их можно устанавливать как на плоские, так и на криволинейные поверхности.

2. Высокотемпературные датчики RTD: Высокотемпературные RTD обычно изготавливаются из платины и используются для высокотемпературных применений в суровых промышленных условиях. Это связано с тем, что платина как металл более устойчива к ударам, вибрации и экстремальным температурам по сравнению с медью или никелем.

Если вы ищете датчики температуры RTD, термопары или другие датчики температуры, убедитесь, что вы получаете их от надежных производителей и поставщиков датчиков RTD и термопар.Birk Manufacturing предлагает такие датчики, гибкие нагреватели и интегрированные системы, применимые в различных отраслях промышленности. Компания предлагает несколько уровней настройки в соответствии с требованиями вашего приложения.

Датчик температуры Pt100 – полезные сведения

Датчики температуры Pt100 – очень распространенные датчики в обрабатывающей промышленности. В этом сообщении блога обсуждается много полезных и практических вещей, которые нужно знать о датчиках Pt100. Здесь есть информация о датчиках RTD и PRT, различных механических конструкциях Pt100, соотношении температуры и сопротивления, температурных коэффициентах, классах точности и многом другом.

Некоторое время назад я писал о термопарах, поэтому я подумал, что пора написать о датчиках температуры RTD, особенно о датчике Pt100, который является очень распространенным датчиком температуры в обрабатывающей промышленности. Этот блог оказался довольно длинным, поскольку в нем есть много полезной информации о датчиках Pt100. Я надеюсь, что он вам понравится и вы чему-то научитесь. Так что давай займемся этим!

Оглавление

Поскольку этот пост стал довольно длинным, вот оглавление, которое поможет вам увидеть, что включено:

Для терминологии : и «датчик» и «зонд» слов обычно используются, в этой статье я в основном использую «сенсор».

Также люди пишут «Pt100» и «Pt-100», я буду в основном использовать формат Pt100. (Да, я знаю, что IEC / DIN 60751 использует формат Pt-100, но я так привык к формату Pt100).

Просто дайте мне эту статью в формате pdf! Щелкните ссылку ниже, чтобы загрузить pdf:

В начало ⇑

Датчики температуры RTD

Поскольку Pt100 является датчиком RTD, давайте сначала посмотрим, что такое датчик RTD.

Аббревиатура RTD происходит от « Resistance Temperature Detector». ”Итак, это датчик температуры, в котором сопротивление зависит от температуры; при изменении температуры изменяется сопротивление датчика. Таким образом, измеряя сопротивление датчика RTD, датчик RTD можно использовать для измерения температуры.

Датчики RTD обычно изготавливаются из платины, меди, никелевых сплавов или различных оксидов металлов. Pt100 – один из наиболее распространенных датчиков / зондов RTD.

Вернуться к началу ⇑

Датчики температуры PRT

Платина – наиболее распространенный материал для датчиков RTD. Платина имеет надежную, повторяемую и линейную зависимость термостойкости. Датчики RTD, изготовленные из платины, называются PRT , «платиновый термометр сопротивления ». ”Наиболее распространенным платиновым датчиком PRT, используемым в обрабатывающей промышленности, является датчик Pt100 . Число «100» в названии означает, что он имеет сопротивление 100 Ом при температуре 0 ° C (32 ° F).Подробнее об этом позже.

В начало ⇑

PRT против термопары

В предыдущем сообщении в блоге мы обсуждали термопары. Термопары также используются в качестве датчиков температуры во многих промышленных приложениях. Итак, в чем разница между термопарой и датчиком PRT? Вот краткое сравнение термопар и датчиков PRT:

Термопары :

  • Может использоваться для измерения гораздо более высоких температур
  • Очень надежный
  • Недорогой
  • Автономный, не требует внешнего возбуждения
  • Не очень точный
  • Требуется компенсация холодного спая
  • Удлинительные провода должны быть из материала, подходящего для данного типа термопары, и следует обращать внимание на однородность температуры на всех стыках в измерительной цепи
  • Неоднородности в проводах могут вызвать непредвиденные ошибки

ПТС :

  • Более точные, линейные и стабильные, чем термопары
  • Не требует компенсации холодного спая, как это делают термопары
  • Удлинители могут быть медными
  • Нужны дороже, чем термопары
  • известный отлично ток нагрузки подходит для типа датчика
  • Более хрупкий

Вкратце можно сказать, что термопары более подходят для высокотемпературных приложений и ПТС для приложений, требующих более высокой точности .

Дополнительную информацию о термопарах и компенсации холодного спая можно найти в этом более раннем сообщении в блоге:

Компенсация холодного (эталонного) спая термопары

К началу ⇑

Измерение датчика RTD / PRT

Поскольку сопротивление датчика RTD изменяется при изменении температуры, совершенно очевидно, что при измерении датчика RTD вам необходимо измерить сопротивление. Вы можете измерить сопротивление в Ом, а затем преобразовать его вручную в измерение температуры в соответствии с таблицей преобразования (или формулой) используемого типа RTD.

В настоящее время чаще всего используется устройство для измерения температуры или калибратор, который автоматически преобразует измеренное сопротивление в показания температуры, когда в устройстве выбран правильный тип RTD (при условии, что он поддерживает используемый тип RTD). Конечно, если в устройстве будет выбран неправильный тип датчика RTD, это приведет к неверным результатам измерения температуры.

Есть разные способы измерения сопротивления. Вы можете использовать 2, 3 или 4-проводное соединение .Двухпроводное соединение подходит только для измерения с очень низкой точностью (в основном для поиска неисправностей), потому что любое сопротивление провода или сопротивление соединения приведет к ошибке измерения. Любое обычное измерение процесса должно выполняться с использованием 3-х или 4-х проводных измерений.

Например, стандарт IEC 60751 определяет, что любой датчик с точностью выше класса B должен измеряться с помощью 3- или 4-проводного измерения. Подробнее о классах точности позже в этой статье.

Просто не забудьте использовать 3-х или 4-х проводное измерение, и все готово.

Конечно, для некоторых высокоомных термисторов, датчиков Pt1000 или других датчиков с высоким импедансом дополнительная ошибка, вызванная 2-проводным измерением, может быть не слишком значительной.

Дополнительную информацию об измерении сопротивления 2, 3 и 4 проводов можно найти по ссылке ниже в блоге:

Измерение сопротивления; 2-х, 3-х или 4-х проводное соединение – как оно работает и что использовать?

Измерительный ток

Как более подробно объяснено в сообщении блога по ссылке выше, когда устройство измеряет сопротивление, оно посылает небольшой точный ток через резистор, а затем измеряет падение напряжения генерируется над ним.Затем можно рассчитать сопротивление, разделив падение напряжения на ток в соответствии с законом Ома (R = U / I).

Если вас интересует более подробная информация о законе Ома, ознакомьтесь с этим сообщением в блоге:

Закон Ома – что это такое и что о нем следует знать специалистам по приборам

Самонагревание

Когда измерительный ток проходит через датчик RTD, это также вызывает небольшой нагрев датчика RTD.Это явление называется самонагреванием . Чем выше ток измерения и чем дольше он включен, тем сильнее нагревается датчик. Кроме того, на самонагревание сильно влияет структура датчика и его тепловое сопротивление окружающей среде. Совершенно очевидно, что такой вид самонагрева датчика температуры вызовет небольшую погрешность измерения.

Максимальный измерительный ток обычно составляет 1 мА при измерении датчика Pt100, но может быть и 100 мкА или даже ниже.В соответствии со стандартами (такими как IEC 60751) самонагрев не должен превышать 25% допуска датчика.

Вернуться к началу ⇑

Различные механические конструкции датчиков PRT

Датчики PRT, как правило, очень хрупкие инструменты, и, к сожалению, точность почти без исключения обратно пропорциональна механической прочности . Чтобы быть точным термометром, платиновая проволока внутри элемента должна иметь возможность сжиматься и расширяться при изменении температуры как можно более свободно, чтобы избежать деформации и деформации.Недостатком является то, что такой датчик очень чувствителен к механическим ударам и вибрации.

Стандартный платиновый термометр сопротивления
(SPRT)

Более точные датчики стандартного платинового термометра сопротивления (SPRT) представляют собой инструменты для реализации температурной шкалы ITS-90 между фиксированными точками. Они сделаны из очень чистой (α = 3,926 x 10 -3 ° C -1 ) платины, а опора для проволоки сконструирована таким образом, чтобы обеспечить максимально возможное отсутствие деформации проволоки.«Руководство по реализации ITS-90», опубликованное BIPM (Bureau International des Poids et Mesures), определяет критерии, которым должен соответствовать датчик SPRT. Другие датчики не являются и не должны называться SPRT. Существуют датчики в стеклянной, кварцевой и металлической оболочке для различных применений. SPRT чрезвычайно чувствительны к любому виду ускорения, например к минимальным ударам и вибрации, что ограничивает их использование в лабораториях для проведения измерений с высочайшей точностью.

PRT с частичной поддержкой

PRT с частичной поддержкой – это компромисс между характеристиками термометра и механической надежностью.Наиболее точные из них часто называют датчиками Secondary Standard или Secondary Reference . Эти датчики могут принимать некоторые конструкции из SPRT, и класс проводов может быть таким же или очень близким. Благодаря некоторой проволочной опоре они менее хрупкие, чем SPRT. При осторожном обращении их можно использовать даже в полевых условиях, при этом обеспечивая превосходную стабильность и низкий гистерезис.

Промышленные платиновые термометры сопротивления, IPRT

При увеличении опоры провода увеличивается механическая прочность, но вместе с тем увеличивается и напряжение, связанное с дрейфом и проблемами гистерезиса.Эти датчики называются промышленными платиновыми термометрами сопротивления , IPRT . Полностью поддерживаемые IPRT имеют еще большую поддержку проводов и механически очень надежны. Проволока полностью залита керамикой или стеклом, что делает ее очень невосприимчивой к вибрации и механическим ударам. Недостатком является гораздо более низкая долговременная стабильность и большой гистерезис, поскольку чувствительная платина связана с подложкой, которая имеет разные характеристики теплового расширения.

Пленка

Пленка PRT за последние годы претерпели значительные изменения, и теперь доступны лучшие.Они бывают разных форм для разных приложений. Платиновая фольга напыляется на выбранную подложку, сопротивление элемента часто подгоняется лазером до желаемого значения сопротивления и, в конечном итоге, герметизируется для защиты. В отличие от элементов из проволоки, тонкопленочные элементы гораздо удобнее автоматизировать производственный процесс, что часто делает их дешевле, чем элементы из проволоки. Преимущества и недостатки обычно те же, что и у полностью опертых проволочных элементов, за исключением того, что пленочные элементы часто имеют очень низкую постоянную времени, что означает, что они очень быстро реагируют на изменения температуры.Как упоминалось ранее, некоторые производители разработали методы, которые лучше сочетают в себе производительность и надежность.

Вернуться к началу ⇑

Другие датчики RTD
Другие платиновые датчики

Хотя Pt100 является наиболее распространенным платиновым датчиком RTD / PRT, существует несколько других, таких как Pt25, Pt50, Pt200, Pt500 и Pt1000. Основное различие между этими датчиками довольно легко догадаться, это сопротивление при 0 ° C, которое упоминается в названии датчика.Например, датчик Pt1000 имеет сопротивление 1000 Ом при 0 ° C. Температурный коэффициент также важен, поскольку он влияет на сопротивление при других температурах. Если это Pt1000 (385), это означает, что он имеет температурный коэффициент 0,00385 ° C.

Другие датчики RTD

Хотя платиновые датчики являются наиболее распространенными датчиками RTD, существуют также датчики, изготовленные из других материалов, включая датчики из никеля, никель-железо и медь. Обычные никелевые датчики включают Ni100 и Ni120, никель-железный датчик Ni-Fe 604 Ом и медный датчик Cu10.Каждый из этих материалов имеет свои преимущества в определенных областях применения. Общими недостатками этих материалов являются довольно узкие температурные диапазоны и подверженность коррозии по сравнению с платиной из благородных металлов.

Датчики RTD также могут быть изготовлены из других материалов, таких как золото, серебро, вольфрам, родий-железо или германий. Они превосходны в некоторых приложениях, но очень редко встречаются в обычных промышленных операциях.

Поскольку сопротивление датчика RTD зависит от температуры, мы также можем включить в эту категорию все стандартные датчики PTC (положительный температурный коэффициент) и NTC (отрицательный температурный коэффициент).Примерами являются термисторы и полупроводники, которые используются для измерения температуры. Типы NTC особенно часто используются для измерения температуры.

Слишком длинная статья? Хотите скачать эту статью в формате pdf, чтобы прочитать ее, когда у вас будет больше времени? Щелкните изображение ниже, чтобы загрузить pdf:

Вернуться к началу ⇑

Датчики Pt100

Температурный коэффициент

Самым распространенным датчиком RTD в обрабатывающей промышленности является датчик Pt100, сопротивление которого составляет 100 Ом при 0 ° C (32 ° F).

При том же логическом соглашении о присвоении имен датчик Pt200 имеет сопротивление 200 Ом, а Pt1000 – 1000 Ом при 0 ° C (32 ° F).

Сопротивление датчика Pt100 (и других датчиков Pt) при более высоких температурах зависит от версии датчика Pt100, поскольку существует несколько различных версий датчика Pt100, которые имеют немного разные температурные коэффициенты. В глобальном масштабе наиболее распространена версия «385». Если коэффициент не указан, обычно это 385.

Температурный коэффициент (обозначенный греческим символом Alpha => α) датчика Pt100 указывается как разница сопротивлений при 100 ° C и 0 ° C, разделенная на сопротивление при 0 ° C, умноженное на 100 ° C.

Формула довольно проста, но в написании она звучит немного сложно, поэтому давайте рассмотрим ее как формулу:

Где:

α = температурный коэффициент

R100 = сопротивление при 100 ° C

R0 = сопротивление при 0 ° C

Давайте посмотрим на пример, чтобы убедиться в этом:

Pt100 имеет сопротивление 100,00 Ом при 0 ° C и 138,51 Ом при 100 ° C. . Температурный коэффициент можно рассчитать следующим образом:

Получаем результат 0.003851 / ° С.

Или, как часто пишут: 3,851 x 10 -3 ° C -1

Часто его называют датчиком Pt100 «385».

Это также температурный коэффициент, указанный в стандарте IEC 60751: 2008.

Температурный коэффициент чувствительного элемента в основном зависит от чистоты платины, используемой для изготовления проволоки. Чем чище платина, тем выше значение альфа. В настоящее время получить очень чистый платиновый материал не проблема.Чтобы производимые датчики соответствовали кривой температуры / сопротивления IEC 60751, чистая платина должна быть легирована подходящими примесями, чтобы снизить значение альфа до 3,851 x 10 -3 ° C -1 .

Значение альфа снижается с тех времен, когда точка плавления (≈0 ° C) и точка кипения (≈100 ° C) воды использовались в качестве контрольных температурных точек, но все еще используется для определения сорта платины. провод. Поскольку точка кипения воды на самом деле является лучшим высотомером, чем эталонная температура, другим способом определения чистоты проволоки является отношение сопротивлений в точке галлия (29.7646 ° C), что является фиксированной точкой на шкале температур ITS-90. Этот коэффициент сопротивления обозначается строчной греческой буквой ρ (ро).

Типичное значение ρ для датчика «385» составляет 1,115817, а для SPRT – 1,11814. На практике старая добрая альфа во многих случаях оказывается наиболее удобной, но можно также объявить о rho.

Соотношение температурного сопротивления Pt100 (385)

На графике ниже вы можете увидеть, как сопротивление датчика Pt100 (385) зависит от температуры:

При взгляде на из них вы можете видеть, что зависимость сопротивления от температуры датчика Pt100 не является абсолютно линейной, но зависимость несколько «изогнута».”

В таблице ниже показаны числовые значения температуры Pt100 (385) в зависимости от сопротивления в нескольких точках:

Другие датчики Pt100 с другими температурными коэффициентами

Большинство датчиков были стандартизированы, но во всем мире действуют разные стандарты. То же самое и с датчиками Pt100. Со временем было определено несколько различных стандартов. В большинстве случаев разница в температурном коэффициенте сравнительно небольшая.

В качестве практического примера, стандарты, которые мы внедрили в калибраторы температуры Beamex, взяты из следующих стандартов:

  • IEC 60751
  • DIN 43760
  • ASTM E 1137
  • JIS C1604-1989 alpha 3916, JIS C 1604 -1997
  • SAMA RC21-4-1966
  • GOCT 6651-84, ГОСТ 6651-94
  • Таблица Minco 16-9
  • Кривая Эдисона № 7

Убедитесь, что ваше измерительное устройство поддерживает датчик Pt100

Преимущество стандартных датчиков Pt100 заключается в том, что каждый датчик должен соответствовать спецификациям, и вы можете просто подключить его к своему измерительному устройству (или калибратору), и он будет измерять собственную температуру с такой же точностью, как и спецификации (датчик + измерительное устройство). определять.Кроме того, используемые в процессе датчики должны быть взаимозаменяемыми без калибровки, по крайней мере, для менее важных измерений. Тем не менее, рекомендуется проверять датчик при известной температуре перед использованием.

В любом случае, поскольку разные стандарты имеют немного разные спецификации для датчика Pt100, важно, чтобы устройство, которое вы используете для измерения вашего датчика Pt100, поддерживало правильный датчик (температурный коэффициент). Например, если ваше измерительное устройство поддерживает только Alpha 385 и вы используете датчик с Alpha 391, в измерениях будет некоторая ошибка.Эта ошибка значительна? В этом случае (385 против 391) ошибка будет примерно 1,5 ° C при 100 ° C. Так что я думаю, что это важно. Конечно, чем меньше разница температурных коэффициентов, тем меньше будет ошибка.

Итак, убедитесь, что ваше измерительное устройство RTD поддерживает используемый вами датчик Pt100. Чаще всего, если у Pt100 нет индикации температурного коэффициента, это датчик 385.

В качестве практического примера калибратор и коммуникатор Beamex MC6 поддерживает следующие датчики Pt100 (температурный коэффициент в скобках) на основе различных стандартов:

  • Pt100 (375)
  • Pt100 (385)
  • Pt100 (389)
  • Pt100 (391)
  • Pt100 (3926)
  • Pt100 (3923)

Наверх ⇑

Классы точности (допуска) Pt100

Датчики Pt100 доступны в различных классах точности.Наиболее распространенными классами точности являются AA, A, B и C , которые определены в стандарте IEC 60751. Стандарты определяют своего рода идеальный датчик Pt100, к которому должны стремиться производители. Если бы можно было построить идеальный датчик, классы допуска не имели бы значения.

Поскольку датчики Pt100 не могут быть отрегулированы для компенсации ошибок, вам следует купить датчик с подходящей точностью для конкретного применения. В некоторых измерительных приборах погрешности датчика можно исправить с помощью определенных коэффициентов, но об этом позже.

Точность различных классов точности (согласно IEC 60751: 2008):

Существуют также так называемые классы точности 1/3 DIN и 1/10 DIN Pt100 для разговорной речи. Они были стандартизированными классами, например, в стандарте DIN 43760: 1980-10, который был отменен в 1987 году, но не определены в более позднем стандарте IEC 60751 или его немецком родственнике DIN EN 60751. Допуски этих датчиков основаны на точности. датчик класса B, но исправлена ​​часть ошибки (0.3 ° C) делится на заданное число (3 или 10). Тем не менее, эти термины – это устоявшаяся фраза, когда мы говорим о Pt100, и мы также будем свободно использовать их здесь. Классы точности этих датчиков следующие:

И, конечно же, производитель датчиков может производить датчики со своими собственными пользовательскими классами точности. Раздел 5.1.4 стандарта IEC 60751 определяет, как должны быть выражены эти специальные классы допусков.

Формулы могут быть трудными для сравнения, в приведенной ниже таблице классы точности рассчитаны при температуре (° C):

Примечательно то, что даже если «1/10 DIN» звучит привлекательно с его низким 0.Допуск на 03 ° C при 0 ° C, что на самом деле лучше, чем у класса A, только в узком диапазоне -40… + 40 ° C.

На приведенном ниже рисунке показана разница между этими классами точности:

Наверх ⇑

Коэффициенты

Классы точности обычно используются в промышленных датчиках RTD, но когда дело доходит до большинства точные эталонные датчики PRT (SPRT, вторичные эталоны…), эти классы точности больше не действительны.Эти датчики были сделаны настолько хорошими, насколько это возможно, для этой цели, а не для соответствия какой-либо стандартизованной кривой. Это очень точные датчики с очень хорошей долговременной стабильностью и очень низким гистерезисом, но эти датчики индивидуальны, поэтому у каждого датчика есть несколько разное соотношение температуры / сопротивления. Эти датчики не следует использовать без использования индивидуальных коэффициентов для каждого датчика. Вы даже можете найти общие коэффициенты CvD для SPRT, но это испортит производительность, за которую вы заплатили.Если вы просто подключите вторичный датчик PRT на 100 Ом, такой как Beamex RPRT, к устройству, измеряющему стандартный датчик Pt100, вы можете получить результат, который будет на несколько градусов или, возможно, даже на десять градусов неверен. В некоторых случаях это не обязательно имеет значение, но в других случаях это может быть разница между лекарством и токсином.

Таким образом, эти датчики всегда должны использоваться с правильными коэффициентами.

Как упоминалось ранее, датчики RTD не могут быть «настроены» для правильного измерения.Таким образом, необходимо внести поправку в устройство (например, калибратор температуры), которое используется для измерения датчика RTD.

Для определения коэффициентов датчик необходимо сначала очень точно откалибровать. Затем, исходя из результатов калибровки, коэффициенты для желаемого уравнения могут быть адаптированы для представления зависимости характеристического сопротивления датчика от температуры. Использование коэффициентов исправит измерение датчика и сделает его очень точным.Существует несколько различных уравнений и коэффициентов для расчета сопротивления датчика температуре. Вероятно, это самые распространенные:

Каллендар-ван Дюзен
  • В конце 19-го, -го, -го века Каллендар ввел простое квадратное уравнение, которое описывает поведение платины в зависимости от температуры и сопротивления. Позже ван Дузен выяснил, что нужен дополнительный коэффициент ниже нуля. Оно известно как уравнение Каллендара-ван Дюзена, CvD.Для датчиков alpha 385 он часто примерно такой же, как ITS-90, особенно когда диапазон температур не очень широк. Если в вашем сертификате указаны коэффициенты R 0 , A, B, C, они являются коэффициентами для уравнения CvD стандартной формы IEC 60751. Коэффициент C используется только при температуре ниже 0 ° C, поэтому он может отсутствовать, если датчик не был откалиброван ниже 0 ° C. Коэффициенты также могут быть R 0 , α, δ и β. Они соответствуют исторически используемой форме уравнения CvD, которая используется до сих пор. Несмотря на то, что уравнение по сути является одним и тем же, их письменная форма и коэффициенты различаются.

ITS-90
  • ITS-90 – это температурная шкала, а не стандарт. Уравнение Каллендара-ван Дюзена было основой предыдущих шкал 1927, 1948 и 1968 годов, но ITS-90 принес значительно иную математику. Функции ITS-90 должны использоваться при реализации температурной шкалы с использованием SRPT, но также многие PRT с более низким альфа выигрывают от этого по сравнению с CvD, особенно при широком диапазоне температур (сотни градусов). Если в вашем сертификате указаны такие коэффициенты, как RTPW или R (0,01), a4, b4, a7, b7, c7, они являются коэффициентами для функций отклонения ITS-90.В документе ITS-90 не указываются числовые обозначения для коэффициентов или поддиапазонов. Они представлены в Технической записке NIST 1265 «Рекомендации по реализации международной температурной шкалы 1990 года» и широко используются для использования. Количество коэффициентов может меняться, поддиапазоны пронумерованы от 1 до 11.
    • RTPW, R (0,01 ° C) или R (273,16 K) – сопротивление датчика в тройной точке воды 0,01 ° C
    • a4 и b4 – коэффициенты ниже нуля, также может быть bz и b bz , что означает «ниже нуля», или просто a и b
    • a7, b7, c7 являются коэффициентами выше нуля, также могут быть az , b az и c az , что означает «выше». ноль »или a, b и c

Steinhart-Hart
  • Если ваш датчик является термистором, в сертификате могут быть коэффициенты для уравнения Стейнхарта-Харта.Термисторы очень нелинейны, а уравнение логарифмическое. Уравнение Стейнхарта-Харта широко заменило более раннее бета-уравнение. Обычно это коэффициенты A, B и C, но также может быть коэффициент D или другие, в зависимости от варианта уравнения. Коэффициенты обычно публикуются производителями, но они также могут быть установлены.

Определение коэффициентов датчика

Когда датчик Pt100 отправляется в лабораторию для калибровки и настройки, точки калибровки должны быть выбраны правильно.Всегда требуется точка 0 ° C или 0,01 ° C. Само значение необходимо для подгонки, но обычно точка обледенения (0 ° C) или тройная точка водяной ячейки (0,01 ° C) также используется для контроля стабильности датчика и измеряется несколько раз во время калибровки. Минимальное количество точек калибровки совпадает с количеством коэффициентов, которые должны быть установлены. Например, для подгонки коэффициентов a4 и b4 ITS-90 ниже нуля необходимы по крайней мере две известные отрицательные калибровочные точки для решения двух неизвестных коэффициентов.Если поведение датчика хорошо известно лаборатории, в этом случае может быть достаточно двух точек. Тем не менее рекомендуется измерять больше точек, чем это абсолютно необходимо, потому что сертификат не может определить, как датчик ведет себя между точками калибровки. Например, фитинг CvD для широкого диапазона температур может выглядеть довольно хорошо, если у вас есть только две или три точки калибровки выше нуля, но может существовать систематическая остаточная ошибка в несколько сотых долей градуса между точками калибровки, которую вы не увидите в все.Это также объясняет, почему вы можете обнаружить разные погрешности калибровки для фитингов CvD и ITS-90 для одного и того же датчика и точно таких же точек калибровки. Погрешности измеренных точек ничем не отличаются, но к общей погрешности обычно добавляются остаточные ошибки различных фитингов.

Загрузите бесплатный информационный документ

Загрузите бесплатный информационный документ по датчикам температуры Pt100, щелкнув изображение ниже:

Наверх ⇑

Другие сообщения в блоге, связанные с температурой

Если вы заинтересованы в калибровка температуры и температуры, вы можете также заинтересовать другие сообщения в блоге:

В начало ⇑

Продукты Beamex для калибровки температуры

Пожалуйста, ознакомьтесь с новым калибратором температуры Beamex MC6-T.Идеальный инструмент, например, для калибровки датчика Pt100 и многого другого. Щелкните изображение ниже, чтобы узнать больше:

Пожалуйста, проверьте, какие другие продукты для калибровки температуры предлагает Beamex, нажав кнопку ниже:

И наконец, спасибо, Тони!

И, наконец, особая благодарность г-ну Тони Алатало , который является руководителем нашей аккредитованной лаборатории калибровки температуры на заводе Beamex. Тони предоставил большую помощь и подробную информацию для этого сообщения в блоге.

И наконец, подписывайтесь!

Если вам нравятся эти статьи, пожалуйста, подпишитесь на этот блог, указав свой адрес электронной почты в поле «Подписаться» в правом верхнем углу. Вы будете уведомлены по электронной почте, когда появятся новые статьи.

Что такое RTD – Типы, использование и другое RTD от JMS Southeast

Что такое RTD?


RTD расшифровывается как резистивный датчик температуры.RTD иногда обычно называют термометры сопротивления. Американское общество испытаний и материалов (ASTM) определило термин «сопротивление». термометра:

Термометр сопротивления, n. – устройство для измерения температуры, состоящее из элемента термометра сопротивления, внутреннего соединительные провода, защитная оболочка со средствами для монтажа соединительной головки или без них, соединительный провод или другое фитинги или и то, и другое.[Том. 14.03, E 344 – 02 3.1 (2007).]

RTD – это датчик температуры, который измеряет температуру по принципу изменения сопротивления металла. с температурой. На практике электрический ток передается через кусок металла (элемент RTD или резистор), расположенный в непосредственной близости от места измерения температуры. Значение сопротивления элемента RTD затем измеряется прибором.Это значение сопротивления затем соотносится с температурой на основе известного характеристики сопротивления элемента RTD.

Как работают RTD?
RTD работают на основе базовой корреляции между металлами и температурой. Как температура металла увеличивается, увеличивается сопротивление металла току электричества. Точно так же, как температура сопротивления RTD элемента увеличивается, электрическое сопротивление, измеряемое в омах (Ω), увеличивается.Элементы RTD обычно указываются в соответствии с их сопротивлению в Ом при нуле градусов Цельсия (0 C). Наиболее распространенная спецификация RTD – 100 Ом, что означает, что при 0 C элемент RTD должен иметь сопротивление 100 Ом.

Платина является наиболее часто используемым металлом для элементов RTD из-за ряда факторов, включая ее (1) химическую инертность, (2) почти линейная зависимость температуры от сопротивления, (3) достаточно большой температурный коэффициент сопротивления обеспечить легко измеримые изменения сопротивления с изменением температуры и (4) стабильность (в том смысле, что его термостойкость не кардинально меняются со временем).

Другие металлы, которые реже используются в качестве резисторных элементов в RTD, включают никель, медь и Balco.

Элементы RTD обычно имеют одну из трех конфигураций: (1) осажденная или экранированная пленка из суспензии платины или металлического стекла. на небольшую плоскую керамическую подложку, известную как «тонкопленочные» элементы RTD, и (2) платиновый или металлический провод, намотанный на стекло или керамическая бобина и герметизированная покрытием из расплавленного стекла, известного как элементы RTD с проволочной обмоткой.(3) Частично поддерживаемый намотанный элемент, который представляет собой небольшую катушку с проволокой, вставленную в отверстие в керамическом изоляторе и прикрепленную вдоль одной стороны эта дыра. Из трех элементов RTD тонкая пленка является наиболее прочной и со временем становится все более точной.

Почему RTD иногда называют 2-, 3- или 4-проводными RTD? И зачем мне одна конфигурация проводов RTD вместо другой?
Простое практическое правило состоит в том, что чем больше проводов у RTD, тем он точнее.Вся сборка RTD не является платиной. Среди прочего Проблемы, построение RTD таким способом для большинства целей было бы непомерно дорогим. В результате только маленький RTD Сам элемент выполнен из платины. На практике значение сопротивления элемента RTD было бы бесполезным без средств чтобы передать это сопротивление инструменту. Соответственно, изолированные медные провода обычно соединяют элемент RTD с измерительный инструмент.


Как и платина, медь имеет значение сопротивления. Сопротивление медных проводов может повлиять на измерение сопротивления. определяется прибором, подключенным к RTD. Двухпроводные RTD не имеют практических средств для учета сопротивление, связанное с медными подводящими проводами, которое снижает степень точности измерения сопротивления соотносится с температурой элемента RTD.В результате двухпроводные RTD используются реже всего и обычно используется там, где требуется только приблизительное значение температуры.

Трехпроводные термометры сопротивления являются наиболее распространенной спецификацией для промышленных приложений. В трехпроводных резистивных датчиках температуры обычно используется мост Уитстона. схема измерения для компенсации сопротивления подводящего провода, как показано ниже.


В 3-проводной конфигурации RTD провода «A» и «B» должны быть примерно одинаковой длины.Эти длины важны, потому что цель моста Уитстона состоит в том, чтобы сделать импедансы проводов A и B, каждый из которых действует как противоположная ветвь моста, отключите другой, оставив провод «C» действовать как чувствительный провод, по которому проходит очень небольшой (диапазон микроампер) ток. 4-проводные RTD

даже более точны, чем их 3-проводные аналоги, потому что они способны полностью компенсировать сопротивление проводов, не обращая особого внимания на длину каждого из проводов.Это может обеспечить значительно повышенная точность при относительно невысокой стоимости увеличенного медного удлинительного провода.

Какие общие компоненты RTD?

1. Платиновый резистивный элемент RTD: Это фактическая часть датчика температуры RTD. Элементы различаются по длине от 1/8 дюйма до 3 дюймов. Есть много вариантов. Стандартный температурный коэффициент – альфа 0,00385, а стандартное сопротивление составляет 100 Ом при 0 C.

2. Внешний диаметр RTD: Наиболее распространенный внешний диаметр – «в США» или 6 мм (0,236 дюйма) для приложений за пределами США. Тем не мение, диапазон наружных диаметров от 0,063 дюйма до 0,500 дюйма

Материал трубки RTD: Нержавеющая сталь 316 обычно используется для сборок до 500 F. При температуре выше 500 F рекомендуется использовать Inconel 600.

3. Присоединение к процессу RTD: Фитинги для присоединения к процессу включают в себя все стандартные фитинги, используемые с термопарами (т.е.е. компрессионные, сварные, подпружиненные и др.).

4. Конфигурация проводов RTD: RTD доступны в 2-, 3- и 4-проводной конфигурации. 3-проводные конфигурации являются наиболее распространенными для промышленное применение. Стандартными изоляционными материалами для проводов являются тефлон и стекловолокно. Тефлон влагостойкий и его можно использовать до 400 F. Стекловолокно может использоваться при температуре до 1000 F.

5. Терминация холодного конца RTD: RTD могут подключаться к холодному концу с помощью вилок, неизолированных проводов, клеммных головок и любого другого эталонные спаи, общие для термопар.

Знакомство с датчиками температуры Pt100 RTD

Что такое датчики температуры RTD?

RTD – или датчики температуры сопротивления – это датчики температуры, которые содержат резистор, который изменяет значение сопротивления при изменении его температуры. Самый популярный RTD – Pt100. Они используются в течение многих лет для измерения температуры в лабораторных и промышленных процессах и заслужили репутацию благодаря точности, воспроизводимости и стабильности.

Большинство элементов RTD состоят из отрезка тонкой спиральной проволоки, намотанной на керамический или стеклянный сердечник.Элемент обычно довольно хрупкий, поэтому для защиты его часто помещают внутрь зонда в оболочке. Элемент RTD изготовлен из чистого материала, стойкость которого при различных температурах подтверждена документально. Материал имеет предсказуемое изменение сопротивления при изменении температуры; именно это предсказуемое изменение используется для определения температуры.

Pt100 – один из самых точных датчиков температуры. Он не только обеспечивает хорошую точность, но также обеспечивает отличную стабильность и повторяемость.Большинство pt100 стандарта OMEGA соответствуют DIN-IEC Class B. Pt100 также относительно невосприимчивы к электрическим помехам и поэтому хорошо подходят для измерения температуры в промышленных средах, особенно вокруг двигателей, генераторов и другого высоковольтного оборудования.

Стандарты RTD

Существует два стандарта для RTD Pt100: европейский стандарт, также известный как стандарт DIN или IEC (таблица зависимости температуры RTD от сопротивления) и американский стандарт (зависимость температуры RTD отТаблица сопротивлений). Европейский стандарт считается мировым стандартом для платиновых термометров сопротивления. Этот стандарт, DIN / IEC 60751 (или просто IEC751), требует, чтобы RTD имел электрическое сопротивление 100,00 Ом при 0 ° C и температурный коэффициент сопротивления (TCR) 0,00385 O / O / ° C в диапазоне от 0 до 100 °. С.

В стандарте DIN / IEC751 указаны два допуска сопротивления:
Класс A = ± (0,15 + 0,002 * t) ° C или 100,00 ± 0,06 O при 0 ° C
Класс B = ± (0,3 + 0,005 * t) ° C или 100,00 ± 0,12 O при 0 ° C

В промышленности используются два допуска сопротивления:
1/3 DIN = ± 1/3 * (0.3 + 0,005 * t) ° C или 100,00 ± 0,10 O при 0 ° C
1/10 DIN = ± 1/10 * (0,3 + 0,005 * t) ° C или 100,00 ± 0,03 O при 0 ° C

Подробнее об этой формуле можно узнать здесь. Чем больше допуск элемента, тем больше датчик будет отклоняться от обобщенной кривой и тем больше будет отклонений от датчика к датчику (взаимозаменяемость).

Какие типы RTD доступны?

Доступные сегодня резистивные датчики температуры (RTD) обычно можно разделить на один из двух основных типов RTD, в зависимости от того, как сконструирован их термочувствительный элемент.Один тип RTD содержит тонкопленочные элементы, а другой тип RTD содержит элементы с проволочной обмоткой. Каждый тип лучше всего подходит для использования в определенных средах и приложениях. Изобретение термометра сопротивления стало возможным благодаря открытию того факта, что проводимость металлов предсказуемо снижается с повышением их температуры. Первый в мире термометр сопротивления был собран из изолированного медного провода, батареи и гальванометра в 1860 году. Однако его изобретатель К.В. Сименс вскоре обнаружил, что платиновый элемент дает более точные показания в гораздо более широком диапазоне температур.Платина остается наиболее часто используемым материалом для измерения температуры с помощью чувствительных элементов RTD.

Узнать больше

Продукты OMEGA, используемые в этом приложении

Разница между 2, 3 и 4 проводами

Потому что каждый элемент Pt100 в цепи, содержащей чувствительный элемент, включая подводящие провода, соединители и сам измерительный прибор, будет вносить в цепь дополнительное сопротивление.

От того, как сконфигурирована схема, зависит, насколько точно можно рассчитать сопротивление датчика и насколько показания температуры могут быть искажены из-за постороннего сопротивления в цепи. Поскольку подводящий провод, используемый между резистивным элементом и измерительным прибором, сам имеет сопротивление, мы также должны предоставить средства компенсации этой неточности.

Существует три типа конфигураций проводов: 2-проводная, 3-проводная и 4-проводная, которые обычно используются в цепях датчиков RTD.Также возможна двухпроводная конфигурация с компенсационным контуром.

Узнать больше

Pt100 против Pt1000

RTD PT100, который является наиболее часто используемым датчиком RTD, изготовлен из платины (PT), и его значение сопротивления при 0 ° C составляет 100 Ом. Напротив, датчик PT1000, также сделанный из платины, имеет значение сопротивления 1000 O при 0 ° C.

RTD Pt100 и Pt1000 доступны с одинаковым диапазоном допусков, и оба могут иметь одинаковые температурные коэффициенты, в зависимости от чистоты платины, используемой в датчике.При сравнении Pt100 и Pt1000 с точки зрения сопротивления имейте в виду, что значения сопротивления для Pt1000 будут в десять раз выше, чем показания значений сопротивления для Pt100 при той же температуре. Для большинства приложений Pt100 и Pt1000 могут использоваться взаимозаменяемо в зависимости от используемого инструмента. В некоторых случаях Pt1000 будет работать лучше и точнее.

Узнать больше

История происхождения RTD

В том же году, когда Зеебек сделал свое открытие термоэлектричества, сэр Хамфри Дэви объявил, что удельное сопротивление металлов имеет заметную температурную зависимость.Пятьдесят лет спустя сэр Уильям Сименс предложил использовать платину в качестве элемента термометра сопротивления. Его выбор оказался наиболее удачным, поскольку платина до сих пор используется в качестве основного элемента во всех высокоточных термометрах сопротивления. Фактически, датчик температуры платинового сопротивления, или RTD Pt100, сегодня используется в качестве эталона интерполяции от точки кислорода (-182,96 ° C) до точки сурьмы (630,74 ° C).

Platinum особенно подходит для этой цели, так как она может выдерживать высокие температуры, сохраняя при этом отличную стабильность.Как благородный металл, он показывает ограниченную подверженность загрязнению.

Конструкция классического резистивного датчика температуры (RTD) с использованием платины была предложена C.H. Мейерс в 1932 году. Он намотал спиральную катушку из платины на перекрестную слюдяную сетку и установил сборку внутри стеклянной трубки. Эта конструкция минимизировала нагрузку на провод при максимальном сопротивлении.

Meyers RTD Construction Хотя эта конструкция обеспечивает очень стабильный элемент, тепловой контакт между платиной и измеряемой точкой довольно плохой.Это приводит к медленному тепловому отклику. Хрупкость конструкции ограничивает ее использование сегодня, прежде всего, в качестве лабораторного стандарта.

Изменения сопротивления, вызванные деформацией, с течением времени и температуры, таким образом, сводятся к минимуму, и клетка для птиц становится окончательным лабораторным стандартом. Из-за неподдерживаемой конструкции и последующей подверженности вибрации эта конфигурация все еще слишком хрупка для промышленных сред.

Более прочная конструкция – это бифилярная намотка на стеклянную или керамическую шпульку.Бифилярная обмотка уменьшает эффективную закрытую площадь катушки, чтобы минимизировать магнитные наводки и связанные с ними помехи. Как только проволока наматывается на бобину, узел герметизируется покрытием из расплавленного стекла. Процесс герметизации гарантирует, что RTD сохранит свою целостность при экстремальной вибрации, но также ограничивает расширение металлической платины при высоких температурах. Если коэффициенты расширения платины и бобины не совпадают идеально, при изменении температуры на проволоку будет оказываться напряжение, что приведет к изменению сопротивления, вызванного деформацией.Это может привести к необратимому изменению сопротивления провода.

Существуют частично поддерживаемые версии RTD, которые предлагают компромисс между подходом к птичьей клетке и герметичной спиралью. Один из таких подходов использует платиновую спираль, продетую через керамический цилиндр и прикрепленную через стеклянную фритту. Эти устройства сохранят отличную стабильность в умеренно жестких вибрационных приложениях.

RTD против термопар

RTD против термопары или термистора У каждого типа датчика температуры есть определенный набор условий, для которых он лучше всего подходит.У RTD есть несколько преимуществ:

  • Широкий диапазон температур (приблизительно от -200 до 850 ° C) / li>
  • Хорошая точность (лучше, чем у термопар) / li>
  • Хорошая взаимозаменяемость / li>
  • Долговременная стабильность

В диапазоне температур до 850 ° C термометры сопротивления могут использоваться во всех промышленных процессах, кроме самых высокотемпературных. Изготовленные с использованием металлов, таких как платина, они очень стабильны и не подвержены коррозии или окислению. Другие материалы, такие как никель, медь и никель-железный сплав, также используются для RTD.Однако эти материалы обычно не используются, поскольку они обладают более низкими температурами и не так стабильны или воспроизводимы, как платина.

Узнать больше

RTD против термисторов

И термисторы, и резистивные датчики температуры (RTD) представляют собой типы резисторов, значения сопротивления которых предсказуемо изменяются при изменении их температуры. Большинство RTD состоят из элемента, изготовленного из чистого металла (чаще всего используется платина) и защищенного внутри зонда или оболочки или встроенного в керамическую подложку.

Термисторы состоят из композиционных материалов, обычно оксидов металлов, таких как марганец, никель или медь, а также связующих веществ и стабилизаторов.

В последние годы термисторы становятся все более популярными благодаря усовершенствованию счетчиков и контроллеров. Современные измерители достаточно гибкие, чтобы позволить пользователям устанавливать широкий диапазон термисторов и легко менять зонды.

Узнать больше

Статьи по теме

Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT)

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ (ECT)

Общее описание
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя представляет собой терморезистор, который обычно имеет отрицательный температурный коэффициент.Это двухпроводной термистор, погруженный в охлаждающую жидкость и измеряющий ее температуру. Бортовой компьютер использует сигнал ECT в качестве основного поправочного коэффициента при расчете опережения зажигания и продолжительности впрыска.

Внешний вид

Датчик температуры охлаждающей жидкости показан на рис. 1.


Фиг.1

Принцип работы датчика ECT
Чтобы преобразовать изменение сопротивления ECT в изменение напряжения, которое затем обрабатывается ЭБУ, датчик ECT подключается к цепи, обычно питаемой с опорным напряжением + 5В.При холодном двигателе и температуре окружающей среды 20 ºC сопротивление датчика составляет от 2000 Ом до 3000 Ом. После запуска двигателя температура охлаждающей жидкости начинает повышаться. ЭСТ постепенно нагревается, и его сопротивление пропорционально снижается. При 90 ºC его сопротивление находится в диапазоне от 200 Ом до 300 Ом.
Таким образом, сигнал переменного напряжения, зависящего от температуры охлаждающей жидкости, отправляется на бортовой компьютер.

Типы датчиков ECT

  • С отрицательным температурным коэффициентом. Это самые популярные датчики, используемые в автомобилях.Их сопротивление уменьшается с повышением температуры.
  • С положительным температурным коэффициентом. Используется в некоторых старых системах, таких как Renix. Здесь напряжение и сопротивление увеличиваются с повышением температуры.

Процедура проверки работоспособности датчика ECT
Датчик с отрицательным температурным коэффициентом
Тест с вольтметром

  • Откройте защитный резиновый колпачок на разъеме датчика температуры системы охлаждения.
  • Подключите отрицательный провод вольтметра к массе шасси.
  • Определите, какие клеммы сигнальные и заземляющие.
  • Подключите положительный провод вольтметра к клемме сигнала ECT.
  • Запустить двигатель из холодного состояния.
  • В зависимости от температуры показания напряжения должны находиться в диапазоне от 2 до 3 В. Соотношение между напряжением и температурой показано в Таблице-1.
  • Проверить, соответствует ли сигнал напряжения ECT температуре.Для этого вам понадобится термометр.
  • Запустите двигатель и прогрейте его до рабочей температуры. Во время прогрева двигателя напряжение должно уменьшаться в соответствии со значениями, приведенными в Таблице-1.
  • Распространенная проблема заключается в том, что выходное сопротивление (и напряжение) неправильно изменяется за пределы своего нормального диапазона. Нормальное значение напряжения датчика ECT составляет 2 В при холодном двигателе и 0,5 В при прогретом двигателе. Датчик неисправности может показывать напряжение 1,5 В при холодном двигателе и 1.25 В при прогретом двигателе, что вызывает затруднения при запуске холодного двигателя и наличие богатой топливной смеси при прогретом двигателе. При этом не будут генерироваться коды неисправности (если встроенный контроллер не запрограммирован на обнаружение изменений напряжения), поскольку датчик продолжает работать в пределах своих проектных параметров. При обнаружении такого дефекта необходимо заменить датчик температуры охлаждающей жидкости.
  • Если сигнал напряжения ЕСТ равен 0 В (отсутствие питания или короткое замыкание на массу) или если он равен 5.0В – у нас обрыв цепи.

Температура, ºС

Сопротивление, Ом

Напряжение, В

0

4800–6600

4,00 – 4,50

10

4000

3.75 – 4,00

20

2200–2800

3,00 – 3,50

30

1300

3,25

40

1000–1200

2.50–3,00

50

1000

2,50

60

800

2,00 – 2,50

80

270–380

1.00–1,30

110

0,50

Обрыв цепи

5,0 ± 0,1

короткое замыкание на массу

0

Таблица 1
ПРИМЕЧАНИЕ. Это типичный пример, но это не означает, что приведенные выше значения являются действительными и должны быть получены в процессе проверки конкретной системы .

Возможные неисправности датчика:
Напряжение на клемме сигнала ECT равно 0В.

  • Проверить клеммы датчика на короткое замыкание на массу.
  • Проверьте целостность сигнальных проводов между датчиком и бортовым контроллером.
  • Если все провода в порядке, но на бортовом контроллере нет выходного напряжения, необходимо проверить все соединения питания и заземления бортового контроллера. Если напряжения питания и заземления в порядке, под подозрение попадает сам бортовой контроллер.

Напряжение на клемме сигнала ECT равно 5,0 В
Напряжение имеет такое значение при наличии обрыва цепи и может быть получено в одном из следующих условий:

  • сигнальная клемма датчика ECT не обеспечивает подключение к датчику;
  • Цепь датчика
  • разомкнута;
  • Цепь массы датчика
  • разомкнута.

Сигнал напряжения или опорное напряжение равно напряжению автомобильного аккумулятора.
Проверить короткое замыкание в проводе, подключенном к плюсовой клемме автомобильного аккумулятора или проводу питания.

Датчик с отрицательным температурным коэффициентом
Проверка омметром с датчиком ECT, отсоединенным от автомобиля

  • Поместите датчик в подходящую емкость для воды и измерьте температуру воды.
  • Измерьте сопротивление датчика и сравните его со значениями, приведенными в Таблице-1, показывающей взаимосвязь между сопротивлением и температурой.
  • Нагрейте воду и периодически измеряйте сопротивление датчика. Сравните результаты с данными в таблице 1.

Датчик с отрицательным температурным коэффициентом
Измерение напряжения с помощью осциллографа

  • Подключите активный конец щупа осциллографа к сигнальной клемме сенсора, а щуп заземления – к заземлению шасси.
  • Установите запуск развертки осциллографа в непрерывном режиме измерения (регистрация медленно меняющихся сигналов).
  • Поместите датчик в подходящую емкость с подогретой водой.
    Через несколько минут измерения во время нагрева воды на экране осциллографа появится кривая изменения напряжения датчика (рис. 2). Обратите внимание на время измерения – около 10 минут.
  • Желательно непрерывно измерять температуру нагретой воды термометром и сравнивать ее со значениями, указанными в таблице 1.


Фиг.2


Датчик с положительным температурным коэффициентом
Датчик ECT с положительным температурным коэффициентом сопротивления представляет собой термистор, сопротивление которого увеличивается с повышением температуры.Используется в небольшом количестве систем (в основном в автомобилях Renault).
Общий метод проверки аналогичен методу проверки датчика с отрицательным температурным коэффициентом, описанному выше. Полученные данные измерений можно сравнить с данными, приведенными в таблице 2, показывающей зависимость между сопротивлением и температурой датчика.

Температура, ºС

Сопротивление, Ом

Напряжение, В

0

254–266

20

283–297

0.6 – 0,8

80

383–397

1,0 – 1,2

обрыв цепи

5,0 ± 0,1

короткое замыкание на массу

0

Таблица 2 .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.