Типы термодатчиков: Датчики температуры – подбор по характеристикам, продажа

Содержание

Датчики температуры

Терморегуляторы

Терморегулятор представляет собой электронный прибор с широким набором функций контроля и управления измеряемыми параметрами. Терморегуляторы предназначены для регулирования и контроля температуры и прочих технологических параметров в инженерных системах, например, расхода или давления теплоносителя в системах отопления. Промышленные регуляторы «Трид» широко применяются для контроля температуры в электропечах, сушильных и холодильных установках, системах отопления, вентиляции и водоснабжения, химическом и нефтехимическом оборудовании.

Термопары

Термопара является одним из видов преобразователей температуры (термодатчиков) и используется для измерения температуры в регулирующих устройствах, а также в системах автоматизации.

Датчик температуры состоит из двух последовательно соединенных разнородных проводников. Измерительный преобразователь температуры данного типа работает на основе термоэлектрического эффекта, то есть температура определяется благодаря разности потенциалов проводников из разных материалов. Термопара является наиболее распространенным датчиком температуры, благодаря своей высокой надежности, широкому диапазону измеряемых температур, простой конструкции и невысокой стоимости. Производственное объединение “Вектор-ПМ” производит обширный ассортимент термопарных датчиков, начиная с базового модельного ряда, и заканчивая нестандартными решениями. В нашем ассортименте представлены наиболее распространенные типы термопар: ХА, ХК, ЖК.

Термосопротивления

Термометры сопротивления (термосопротивления) являются одним из видов преобразователей температуры (термодатчиков), применяемых для измерения температуры различных объектов, сыпучих материалов и газообразных сред.

Принцип действия термосопротивлений основан на зависимости сопротивления материала термодатчика от его температуры. Отличительной особенностью термометров сопротивления является более высокая точность измерений (по сравнению с термопарами). Материалом для изготовления термосопротивления могут служить сплавы, полупроводники и чистые металлы. В нашем ассортименте представлены наиболее востребованные типы термодатчиков сопротивления: из меди и из платины.

Датчик температуры воды накладной

Накладной датчик температуры воды ОВЕН ДТС3225-PТ1000.В2 предназначен для измерения температуры воды в трубопроводах систем отопления и вентиляции. Датчик устанавливается на трубопровод, крепление осуществляется с помощью хомута.

Датчик температуры наружного воздуха

Датчик ОВЕН ДТС3005-PТ1000. В2 предназначен для измерения температуры наружного воздуха или воздуха внутри зданий. Устанавливается на плоскую поверхность стены.

Датчик температуры для воздуховодов ДТС3015

Датчик ОВЕН ДТС3015-PТ1000.В2.200 предназначен для измерения температуры в канале воздуховода системы вентиляции.

Датчик температуры для трубопроводов ДТС3105

Датчик ОВЕН ДТС3105-PТ1000.В2.x предназначен для измерения температуры воды в трубопроводах контуров отопления.

Датчик температуры для трубопроводов ДТС3194

Датчик ОВЕН ДТС3194-PТ1000.B2.250/2 предназначен для измерения температуры воды в трубопроводах контуров отопления.

Датчик температуры для контуров нагрева

Датчик ОВЕН ДТС3014-PТ1000.B2.50/2 предназначен для измерения температуры воды в контурах нагрева (в защитной гильзе) и измерения температуры воздуха.

Термоэлектрические преобразователи ДТПL(ХК)-EХ и ДТПK(ХА)-EХ

Термопреобразователи ДТПL(ХК) и ДТПК(ХА) во взрывозащищенном исполнении предназначены для непрерывного измерения температуры различных рабочих сред (пар, газ, вода, сыпучие материалы, химические реагенты и т.п.), не агрессивных к материалу корпуса датчика.

Термопреобразователь сопротивления для измерения температуры воздуха

Термопреобразователь выдерживает в течение 1 мин напряжение переменного тока 500 В, приложенное относительно корпуса датчика.

Термопреобразователи сопротивления ДТС-EХ

Термопреобразователи выдерживают в течение 1 мин напряжение переменного тока 500 В, приложенное относительно корпуса датчика.

Термоэлектрические преобразователи высокотемпературные

Термоэлектрические преобразователи (термопары) высокотемпературные (платиновые).

Преобразователи термоэлектрические в мягкой изоляции

Преобразователи термоэлектрические в мягкой изоляции предназначены для непрерывного измерения температуры поверхности твердых тел.

Термоэлектрические преобразователи типа ДТПL(ХК) и ДТПK(ХА)

Термопреобразователи предназначены для непрерывного измерения температуры различных рабочих сред (пар, газ, вода, сыпучие материалы, химические реагенты и т.

п.), не агрессивных к материалу корпуса датчика.

Термопреобразователь сопротивления для измерения температуры воздуха

Термопреобразователи сопротивления ДТС

Термопреобразователи (датчики температуры) предназначены для непрерывного измерения температуры различных рабочих сред (например, пар, газ, вода, сыпучие материалы, химические реагенты и т.п.), не агрессивных к материалу корпуса датчика.

Температурные датчики

Термосопротивления, термопары со встроенным нормирующим преобразователем ДТС-И, ДТП-И.

2.1. Классификация датчиков температуры

Датчик температуры – это устройство, непосредственно принимающее, преобразующее измеряемую величину в сигнал для последующей передачи его на приборы или управляющее воздействие. Датчик предназначен для измерения температуры в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности.

К датчикам температуры относят:

термопары;
интегральные датчики;
биметаллические;
диодные датчики;
термисторы;
пирометры;
кремниевые;
интегральные термостаты.

Термопара

Термопара нашла свое широкое применение для измерения температуры различных объектов, а также в автоматизированных системах управления и контроля. Измерение температуры с помощью термопар получило широкое распространение из-за надежной конструкции, которое имеет датчик температуры этого вида, возможность работать в широком диапазоне и дешевизны. К числу достоинств относятся также малая инерционность, возможность измерения малых разностей температур. Термопары незаменимы при измерении высоких температур в агрессивных средах.

Термопары относятся к классу термоэлектрические преобразователи, принцип действия которых основан на явлении Зеебека: если спаи двух разнородных металлов, образующих замкнутую электрическую цепь, имеют неодинаковую температуру, то в цепи протекает электрический ток. Изменение знака у разности температур спаев сопровождается изменением направления тока. Под термоэлектрическим эффектом понимается генерирование термоэлектродвижущей силы (термо ЭДС), возникающей из-за разности температур между двумя соединениями различных металлов и сплавов.

Соединенные между собой концы термопары, погружаемые в среду, температура которой измеряется, называют рабочим концом термопары. Концы, которые находятся в окружающей среде, и которые обычно присоединяют проводами к измерительной схеме, называют свободными концами.

Температуру этих концов необходимо поддерживать постоянной. При этом условии термо-ЭДС Е_т будет зависеть только от температуры T₁ рабочего конца.

U_вых = E_т = С(Т₁ – Т₀),

где С – коэффициент, зависящий от материала проводников термопары.

Создаваемая термопарами ЭДС сравнительно невелика: она не превышает 8 мВ на каждые 100 ⁰С и обычно не превышает по абсолютной величине 70 мВ. Термопары позволяют измерять температуру в диапазоне от –200 до 2200 ⁰С.

Наибольшее распространение для изготовления термоэлектрических преобразователей получили платина, платинородий, хромель, алюмель.

Термопары имеют следующие преимущества: простота изготовления и надёжность в эксплуатации, дешевизна, отсутствие источников питания и возможность измерений в большом диапазоне температур.

Наряду с этим термопарам свойственны и некоторые недостатки – меньшая, чем у терморезисторов, точность измерения, наличие значительной тепловой инерционности, необходимость введения поправки на температуру свободных концов и необходимость в применении специальных соединительных проводов.

Термопара типа ТХА, ТХК, ТПП и пр. состоит из двух спаянных на одном из концов проводников, изготовленных из металлов, обладающих разными термоэлектрическими свойствами. Спаянный конец, называемый «рабочим спаем», погружается в измеряемую среду, а свободные концы («холодный спай») подключаются ко входу измерителей, регуляторов. Если температуры «рабочего» и «холодного спаев» различны, то вырабатывается термоЭДС, которая и подается на прибор. Поскольку термоЭДС зависит от разности температуры двух спаев датчика, то для получения корректных показаний необходимо знать температуру «холодного спая», чтобы скомпенсировать эту разницу в дальнейших вычислениях.

В модификациях входов, предназначенных для работы с термопарами ТХА, ТХК (термопреобразователями сопротивления ДТС типа ТСП и ТСМ, термоэлектрическими преобразователями, датчиками температуры, термосопротивлениями) предусмотрена схема автоматической компенсации температуры свободных концов. Датчиком температуры «холодного спая» служит полупроводниковый диод, установленный рядом с присоединительным клеммником.

Подключение термопар ТХА, ТХК (термопреобразователей сопротивления ДТС типа ТСП и ТСМ, термоэлектрических преобразователей) к датчику температуры (термопреобразователю) должно производиться с помощью специальных компенсационных (термоэлектродных) проводов, изготовленных из тех же материалов. Допускается использовать провода из металлов с термоэлектрическими характеристиками, аналогичными характеристикам материалов электродов термопары в диапазоне температур 0. .100 °С. При соединении компенсационных проводов с термопарами (термоэлектрическими преобразователями, термопреобразователями сопротивления) и прибором необходимо соблюдать полярность.

Во избежание влияния помех на измерительную часть прибора рекомендуется экранировать линию связи прибора с датчиком. При нарушении указанных условий могут иметь место значительные погрешности при измерении.

Подключение датчика температуры ds18b20, dht, lm35, tmp36 к Arduino

В этой статье мы рассмотрим популярные датчики температуры для Arduino ds18b20, dht11, dht22, lm35, tmp36. Как правило, именно эти датчики становятся основой для инженерных проектов начального уровня для Arduino. Мы рассмотрим также основные способы измерения температуры, классификацию датчиков температуры и приведем сравнение различных датчиков в одной таблице.

Описание датчиков температуры

Температурные датчики предназначены для измерения температуры объекта или вещества с помощью свойств и характеристик измеряемой среды. Все датчики работают по-разному. По принципу измерения эти устройства можно разделить на несколько групп:

Термопары;
Термисторы;
Пьезоэлектрические датчики;
Полупроводниковые датчики;
Цифровые датчики;
Аналоговые датчики.

По области применения можно выделить датчики температуры воздуха, жидкости и другие. Они могут быть как наружные, так и внутренние.

Любой температурный датчик можно описать набором характеристик и параметров, которые позволяют сравнивать их между собой и выбирать подходящий под конкретную задачу вариант. Основными характеристиками являются:

Функция преобразования, т.е. зависимость выходной величины от измеряемого значения. Для датчиков температуры этот параметр измеряется в Ом/С или мВ/К.
Диапазон измеряемых температур.
Метрологические параметры – к ним относятся различные виды погрешностей.
Срок службы.
Время отклика.
Надежность – рассматриваются механическая устойчивость и метрологическая стойкость.
Эксплуатационные параметры – габариты, масса, потребляемая мощность, стойкость к агрессивному воздействию среды, стойкость к перегрузкам и другие.
Линейность выходных значений.

Датчики температуры по типу

Термопары. Принцип действия термопар основывается на термоэлектрическом эффекте. Представляет собой замкнутый контур из двух проводников или полупроводников. В контуре возникает электрический ток, когда на месте спаев появляется разность температур. Чтобы измерить температуру, один конец термопары помещается в среду для измерения, а второй требуется для снятия значений. На спаях возникают термоЭДС E(t2) и E(t1), которые и определяются температурами t2 и t Результирующая термоЭДС в контуре будет равна разности термоЭДС на концах спаев E(t2)- E(t1). Термопары чаще всего выполняются из платины, хромеля, алюмеля и платинородия. Наибольшее распространение в России получили пары металлов ХА(хромель-алюмель), ТКХ(хромель – копель) и ТПП (платинородий-платина). Большим недостатком таких приборов является большая погрешность измерений. Из преимуществ можно выделить возможность измерения высоких температур – до 1300С.
Терморезистивные датчики. Изготавливаются из материалов, обладающих высоким коэффициентом температурного сопротивления (ТКС). Принцип работы заключается в изменении сопротивления проводника в зависимости от его температуры. Такие приборы обладают высокой точностью, чувствительностью и линейностью измеренных значений. Основными характеристиками устройства являются номинальное электрическое сопротивление при температуре 25 С и ТКС. Терморезистивные датчики различаются по температурному коэффициенту сопротивления – бывают термисторы с отрицательным (NTC) и положительным (PTC, позисторы) ТКС. Для первых с ростом температуры уменьшается сопротивление, для позисторов – увеличивается. Терморезистивные датчики чаще всего применяются в электронике и машиностроении.
Пьезоэлектрический датчик. Такое устройство работает на пьезоэффекте. Под воздействием электрического тока происходит изменение линейных размеров -прямой пьезоэффект. Когда подается разнофазный ток с определенной частотой, происходит колебание пьезорезонатора. Частота определяется температурой. Зная полученную зависимость, можно определить необходимые данные о частоте и температуре. Диапазон измерения температуры широк, устройство обладает высокой точностью. Датчики чаще всего используются в научных опытах, которые требуют высокой надежности результатов.
Полупроводниковый датчик. Измеряют в диапазоне от -55С до 150С. Принцип работы основан на зависимости изменения напряжения на p-n-переходе от температуры. Так как эта зависимость практически линейна, есть возможность создать датчик без сложной схемы. Но для таких приборов схема содержит одиночный p-n-переход, поэтому датчик отличается большим разбросом параметров и невысокой точностью. Исправить эти недостатки получилось в аналоговых полупроводниковых датчиках.
Аналоговый датчик. Приборы стоят дешево и обладают высокой точностью измерения, что позволяет их применять в микроэлектронике. В схеме содержатся 2 чувствительных элемента (транзистора), обладающих различными характеристиками. Выходной сигнал – это разность между падениями напряжений на транзисторах. При помощи калибровки датчика внешними цепями можно увеличить точность измерения, которая находится в диапазоне от +-1С до +-3С. Датчики обладают тремя выходами, один из них используется для калибровки.
Цифровой датчик. В отличие от аналогового датчика цифровой содержит дополнительные элементы – встроенный АЦП и формирователь сигнала. Подключаются по интерфейсам SPI, I2C, 1-Wire, что позволяет подключать сразу несколько датчиков к одной шине. Подобные устройства стоят немного дороже аналоговых, но при этом они значительно упрощают схемотехнику устройства.
Существуют и другие датчики температуры. Например, для автоматических систем могут применяться сигнализаторы, также существуют пирометры, измеряющие энергию тела, которую оно излучает в окружающую среду. В медицине нередко используются акустические датчики – их принцип работы заключается в разности скорости звука при различных температурах. Эти датчики удобно применять в закрытых полостях и в недоступных средах. Похожие датчики – шумовые, они работают на зависимости шумовой разности потенциалов на резисторе от температуры.

Выбор датчика в первую очередь определяется температурным диапазоном измерения. Важно учитывать и точность измерения – для обучения вполне сойдет датчик с малой точностью, а для научных работ и опытов требуется высокая надежность измерения.

Датчики температуры для работы с Ардуино

При работе с микроконтроллером Ардуино наиболее часто используются следующие датчики температуры: DS18B20, DHT11, DHT22, LM35, TMP36.

Датчик температуры DS18B20

DS18B20 – цифровой 12-разрядный температурный датчик. Устройство доступно в 3 вариантах корпусов – 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin µSOP, и 3-Pin TO-92, чаще всего используется именно последний. Он же изготавливается во влагозащитном корпусе с тремя выходами. Датчик прост и удобен в использовании, к плате Ардуино можно подключать сразу несколько таких приборов.

А так как каждое устройство обладает своим уникальным серийным номером, они не перепутаются в результате измерения. Важной особенностью датчика является возможность сохранять данные при выключении прибора. Также DS18B20 может работать в режиме паразитного питания, то есть без внешнего питания через подтягивающий резистор. Подробная статья о ds18b20.

Датчики температуры DHT

DHT11 и DHT22 – две версии датчика DHT, обладающие одинаковой распиновкой. Разливаются по своим характеристикам. Для DHT11 характерно определение температуры в диапазоне от 0С до 50С, определение влажности в диапазоне 20-80% и частота измерений 1 раз в секунду. Датчик DHT22 обладает лучшими характеристиками, он определяет влажность 0-100%, температурный диапазон увеличен – от -40С до 125С, частота опроса 1 раз за 2 секунды. Соответственно, стоимость второго датчика дороже. Оба устройства состоят из 2 основных частей – это термистор и датчик влажности. Приборы имеют 4 выхода – питание, вывод сигнала, земля и один из каналов не используется.

Датчик DHT11 обычно используется в учебных целях, так как он показывает невысокую точность измерений, но при этом он очень прост в использовании. Другие технические характеристики устройства: напряжение питания от 3В до 5В, наибольший ток 2,5мА. Для подключения к ардуино между выводами питания и выводами данных нужно установить резистор. Можно купить готовый модуль DHT11 или 22 с установленными резисторами.

Датчик температуры LM35

LM35 – интегральный температурный датчик. Обладает большим диапазоном температур (от -55С до 150С), высокой точностью (+-0,25С) и калиброванным выходом. Выводов всего 3 – земля, питание и выходной мигнал. Датчик стоит дешево, его удобно подключать к цепи, так как он откалиброван уже на этапе изготовления, обладает низким сопротивлением и линейной зависимостью выходного напряжения. Важным преимуществом датчика является его калибровка по шкале Цельсия. Особенности датчика: низкая стоимость, гарантированная точность 0,5С, широкий диапазон напряжений (от 4 до 30В) ток менее 60мА, малый уровень собственного разогрева (до 0,1С), выходное сопротивление 0,1 Ом при токе 1мА.

Из недостатков можно выделить ухудшение параметров при удалении на значительное расстояние. В этом случае источниками помех могут стать радиопередатчики, реле, переключатели и другие устройства. Также существует проблема, когда температура измеряемой поверхности и температура окружающей среды сильно различаются. В этом случае датчик показывает среднее значение между двумя температурами. Чтобы избавиться от этой проблемы, можно покрыть поверхность, к которой подключается термодатчик, компаундом.

Схема подключения к микроконтроллеру Ардуино достаточно проста. Желательно датчик прижимать к контролируемой поверхности, чтобы увеличить точность измерения.

Примеры применения:

Использование в схемах с развязкой по емкостной нагрузке.
В схемах с RC цепочкой.
Использование в качестве удаленного датчика температуры.
Термометр со шкалой по Цельсию.
Термометр со шкалой по Фаренгейту.
Измеритель температуры с преобразованием напряжение-частота.
Создание термостата.

TMP36 – аналоговый термодатчик

Датчик температуры Использует технологии твердотельной электроники для определения температуры. Устройства обладают высокой точностью, малым износом, не требуют дополнительной калибровки, просты в использовании и стоят недорого. Измеряет температуру в диапазоне от -40С до 150С. Параметры схожи с датчиком LM35, но TMP36 имеет больший диапазон чувствительности и не выдает отрицательное значение напряжения, если температура ниже нуля. Напряжение питания от 2,7В до 5,5В. Ток – 0.05мА. При использовании нескольких датчиков может возникнуть проблема, при которой полученные данные будут противоречивы. Причиной этого являются помехи от других термодатчиков. Чтобы исправить эту неполадку нужно увеличить задержку между записью измерений. Низкое выходное сопротивление и линейность результатов позволяют подключать датчик напрямую к схеме контроля температуры. TMP36 также, как и LM34 обладает малым нагревом прибора в нормальных условиях.

Сравнение характеристик датчиков температуры Ардуино

Название	Температурный диапазон	Точность	Погрешность	Вариант исполнения	Библиотека
DS18B20	-55С…125С	+-0.0625С	+-2%	Существует в 3 видах – 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin µSOP, и 3-Pin TO-92, последний изготавливается во влагозащитном корпусе.	Onewire.h
DHT11	0С…50С	+-2С	+-2% температура, +-5% влажность	Изготавливается в виде готового прямоугольного модуля с 4 ножками, третья не используется. Также встречаются модули с тремя ножками и сразу установленным резистором на 10 кОм.	DHT.h
DHT22	-40С…125С	+-0,5С	+-0,5% температура, от +-2 до +-5% влажность		DHT.h
LM35	-55С…150С	+-0.5С (при 25С)	+-2%	Существует несколько видов корпуса: TO-46 (для датчиков LM35H, LM35AH, LM35CH, LM35CAH, LM35DH) TO-92 (для датчиков LM35CZ, LM35CAZ, LM35DZ) SO-8 для датчика LM35DM TO-220 для датчика LM35DT.
TMP36	-40С…150С	+-1С	+-2%	Изготавливается в трехвыводном корпусе TO-92, восьмивыводном SOIC и пятивыводном SOT-23.

Датчики температуры :: Системы отопления водоснабжения :: Статьи :: Сибирское Инженерное Бюро

Контроль над температурой составляют основу многих технологических процессов. Измерение температуры жидкости, газа, твердой поверхности или сыпучего порошка – каждый случай имеет свою особенность, которую необходимо понимать, чтобы измерения максимально соответствовали поставленной задаче. Существует множество датчиков температуры, построенных с использованием различных физических законов. Одни из них прекрасно справляются с конкретной задачей по измерению температуры, другие предназначены для универсального использования. В данной статье описаны основные типы датчиков для измерения температуры, их особенности, слабые и сильные стороны, задачи, для которых они предназначены.

Если рассматривать датчики температуры для промышленного применения, то можно выделить их основные классы: кремниевые датчики температуры, биметаллические датчики, жидкостные и газовые термометры, термоиндикаторы, термисторы, термопары, термометры сопротивления, инфракрасные датчики температуры.

Кремниевые датчики температуры используют зависимость сопротивления полупроводникового кремния от температуры. Диапазон измеряемых температур для таких датчиков составляет от -50 С до +150 С. Внутри этого диапазона кремниевые датчики температуры показывают хорошую линейность и точность. Возможность производства в одном корпусе такого датчика не только самого чувствительного элемента, но так же и схем усиления и обработки сигнала, обеспечивает датчику хорошую точность и линейность внутри температурного диапазона. Встроенная в такой датчик энергонезависимая память позволит индивидуально откалибровать каждый прибор. Большим плюсом можно назвать большое разнообразие типов выходного интерфейса: это может быть напряжение, ток, сопротивление, либо цифровой выход, позволяющий подключить такой датчик к сети передачи данных. Из слабых мест кремниевых датчиков температуры можно отметить узкий температурный диапазон и относительно большие размерами по сравнению с аналогичными датчиками других типов, особенно термопарами. Кремниевые датчики температуры применяются в основном для измерения температуры поверхности, температуры воздуха, особенно внутри различных электронных приборов. Например можно назвать температурные регистраторы компании Dallas semiconductor выпускаемые под маркой THERMOCHRON. Регистраторы имеют кремниевый датчик температуры, микросхему обработки сигнала и память для сохранения результатов.

Биметаллический датчик температуры, как следует из названия, сделан из двух разнородных металлических пластин, скрепленных между собою. Различные металлы имеют различный коэффициент расширения при той или иной температуре. Например, константан практически не расширяется при температуре, железо, напротив испытывает заметное расширение. Если полоски из этих металлов скрепить между собой и нагреть (или охладить), то они изогнутся. В биметаллических датчиках пластинки замыкают или размыкают контакты реле, или двигают стрелку индикатора. Диапазон работы биметаллических датчиков от -40 С до +550 С. Биметаллические датчики используют для измерения поверхности твердых тел, реже для измерения температуры жидкости. Основным преимуществом датчиков является простота и надежность конструкции, возможность работы без электрического тока, низкая стоимость. Вместе с тем, биметаллические датчики температуры имеют большой разброс характеристик, а так же большой гистерезис переключения, особенно при низких температурах. Основные области применения биметаллических температурных датчиков – автомобильная промышленность, системы отопления и нагрева воды.

Жидкостные и газовые термометры наиболее старые типы датчиков температуры. Первая шкала температуры была предложена Фаренгейтом в начале 18-го века именно для жидкостного термометра. Жидкостные термометры используют эффект расширения жидкостей при повышении температуры. В качестве жидкостей используется спирт или ртуть в диапазоне комнатных температур. Для измерений низких температур, например в криогенной технике, может быть использован жидкий неон, а для измерения высоких температур обычно используют галлий, который находится в жидком состоянии уже от 20 С. В газовых термометрах используется эффект расширения, при переходе вещества из жидкого в газообразное состояние. Газ давит через мембрану и замыкает электрические контакты. Диапазон измерений для жидкостных и газовых термометров от -200 С до +500 С. Термометры этого класса обычно применяются для визуального контроля температуры, либо в качестве термостатов в различных нагревателях и холодильной технике.

Термоиндикаторы – это особые вещества, изменяющие свой цвет под воздействием температуры. Такое изменение цвета может быть как обратимым, так и необратимым. В диапазоне комнатных температур используются термоиндикаторы на основе жидких кристаллов. Они плавно изменяют свой цвет при изменении температуры. Изменения эти, как правило, обратимые. Производятся они в виде пленки, часто с клейкой подложкой, и служат для оперативного визуального контроля температуры. Для низких и высоких температур производятся в основном необратимые термоиндикаторы. То есть, если температура хотя бы один раз превысила допустимую, то индикатор необратимо меняет свой цвет. Такие термоиндикаторы используют, например, для контроля за замороженными продуктами. Если в процессе хранения или транспортировки температура хоть раз была выше допустимой, то изменившаяся окраска термоиндикатора сообщит об этом. Основное достоинство термоиндикаторов низкая стоимость. Их можно использовать как одноразовые датчики температуры.

Термисторы. В этом классе датчиков используется эффект изменения электрического сопротивления материала под воздействием температуры. Обычно в качестве термисторов используют полупроводниковые материалы, как правило, оксиды различных металлов. В результате получаются датчики с высокой чувствительностью. Однако большая нелинейность позволяет использовать термисторы лишь в узком диапазоне температур. Термисторы имеют невысокую стоимость и могут изготавливаться в миниатюрных корпусах, позволяя увеличить тем самым быстродействие. Существует два типа термисторов, использующих положительный температурный коэффициент – когда электрическое сопротивление растет с повышением температуры и использующих отрицательный температурный коэффициент – здесь электрическое сопротивление падает при повышении температуры. Термисторы не имеют определенной температурной характеристики. Она зависит от конкретной модели прибора и области его применения. Основными достоинствами термисторов является их высокая чувствительность, малые размеры и вес, позволяющие создавать датчики с малым временем отклика, что важно, например, для измерения температуры воздуха. Безусловно, невысокая стоимость так же является их достоинством, позволяя встраивать датчики температуры в различные приборы. К недостаткам можно отнести высокую нелинейность термисторов, позволяющую их использовать в узком температурном диапазоне. Использование термисторов так же ограничено в диапазоне низких температур. Большое количество моделей с различными характеристиками и отсутствие единого стандарта, заставляет производителей оборудования использовать термисторы только одной конкретной модели без возможности замены.

Инфракрасные датчики температуры или пирометры измеряют температуру поверхности на расстоянии. Принцип из работы основан на том, что любое тело при температуре выше абсолютного нуля излучает электромагнитную энергию. При низких температурах это излучение в инфракрасном диапазоне, при высоких температурах часть энергии излучается уже в видимой части спектра. Интенсивность излучения напрямую связана с температурой нагретого объекта. Диапазон измерений температур бесконтактными датчиками от -45 С до +3000 С. Причем в диапазоне высоких температур инфракрасным датчикам нет конкуренции. Для измерения в различных диапазонах температур используются различные участки инфракрасного спектра. Так при низких температурах это обычно диапазон длин волн электромагнитного излучения 7 – 14 микрон. В диапазоне средних температур это может быть 3 – 5 микрон. При высоких температурах используется участок о районе 1 микрон. Однако и здесь есть свои особенности, связанные с решением конкретной задачи. Так для измерения температуры тонких полимерных пленок используются датчики, работающих на длинах волн 3,43 или 7,9 микрометров, а для измерения температуры стекла используют датчики, работающие в диапазоне 5 микрон. Для правильного измерения температуры необходимо еще ряд факторов. Прежде всего это излучательная способность. Она связана с коэффициентом отражения простой формулой: E = 1 – R, где Е – излучательная способность, R – коэффициент отражения. У абсолютно черного теля излучательная способность равна 1. У большинства органических материалов, таких как дерево, пластик, бумага, излучательная способность находится в диапазоне 0,8 – 0,95. Металлы, особенно полированные напротив имеют низкую излучательную способность, которая в этом случае будет 0,1 – 0,2. Для правильного измерения температуры необходимо определить и установить излучательую способность измеряемого объекта. Если значения будут выбраны неправильно, то температура будет измеряться неверно. Обычно показания занижаются. Так, если металл имеет излучательную способность 0,2, а на датчике установлен коэффициент 0,95 (он обычно используется по умолчанию), то при наведении на нагретый до 100 С металлический объект датчик будет показывать температуру около 25 С. Корректировать излучательную способность можно определив ее для различных материалов по справочнику, либо измеряя температуру поверхности альтернативным способом, например термопарой, вносить необходимые поправки. Хорошие результаты при не очень высоких температурах дает окраска специальной термостойкой, черной краской измеряемой поверхности. Второй важной характеристикой инфракрасного датчика является оптическое отношение – это отношение расстояния до объекта измерений к размеру области с которой эти измерения ведутся. Например оптическое отношение 10:1 означает, что на расстоянии 10 метров размер площади, с которой ведется измерение температуры составляет 1 метр. Современные инфракрасные датчики температуры имеют оптическое отношение достигающие 300:1. Основные достоинства инфракрасных датчиков температуры: малое время отклика. Это самые быстродействующие датчики температуры. Возможность измерения температуры движущихся объектов. Измерения температуры в труднодоступных и опасных местах. Измерение высоких температур, там, где другие датчики уже не работают. К достоинствам можно отнести то, что отсутствует непосредственный контакт с объектом и соответственно не происходит его загрязнения. Это может быть важно в полупроводниковой промышленности или фармацевтике.

Термометры сопротивления это резисторы, изготовленные из платины, меди или никеля. Это могут быть проволочные резисторы, либо металлический слой может быть напыленным на изолирующую подложку, обычно керамическую или стеклянную. Платина чаще всего применяется в термометрах сопротивления из-за ее высокой стабильности и линейности изменения сопротивления с температурой. Медь используется в основном для измерения низких температур, а никель в недорогих датчиках для измерения в диапазоне комнатных температур. Для защиты от внешней среды платиновые термометры сопротивления помещают в защитные металлические чехлы и изолируют керамическими материалами, такими как оксид алюминия или оксид магния. Такая изоляция снижает так же воздействие вибрации и ударов на датчик. Однако вместе с дополнительной изоляцией растет и время отклика датчика на резкие температурные изменения. Платиновые термометры сопротивления одни из самых точных датчиков температуры. Кроме того, они стандартизированы, что значительно упрощает их использование. Стандартно производятся датчики сопротивлением 100 и 1000 Ом. Изменение сопротивления таких датчиков с температурой дается в любых тематических справочниках в виде таблиц или формул. Диапазон измерений платиновых термометров сопротивления составляет -180 С +600 С. Несмотря на изоляцию, стоит оберегать термометры сопротивления от сильных ударов и вибрации.

Термопары представляют собой две проволоки из различных металлов, сваренных между собой на одном из концов. Термоэлектрический эффект открыл немецкий физик Зеебек в первой половине 19-го века. Он открыл, что если соединить два проводника из разнородных металлов таким образом, что бы они образовывали замкнутую цепь и поддерживать места контактов проводников при разной температуре, то в цепи потечет постоянный ток. Экспериментальным путем были подобраны пары металлов, которые в наибольшей степени подходят для измерения температуры, обладая высокой чувствительностью, временной стабильностью, устойчивостью к воздействию внешней среды. Это например пары металлов хромель-аллюмель, медь-константан, железо-константан, платина-платина/родий, рений-вольфрам. Каждый тип подходит для решения своих задач. Термопары хромель-алюмель (тип К) имеют высокую чувствительность и стабильность и работают до температур вплоть до 1300 С в окислительной или нейтральной атмосфере. Это один из самых распространенных типов термопар. Термопара железо-константан (тип J) работает в вакууме, восстановительной или инертной атмосфере при температурах до 500 С. При высоких температурах до 1500 С используют термопары платина- платина/родий (тип S или R) в керамических защитных кожухах. Они прекрасно измеряют температуру в окислительной, нейтральной среде и вакууме.

Заключение

Будь то платиновый термометр сопротивления, термопара, инфракрасный датчик, кремниевый датчик или термистор, каждый из них обладает рядом уникальных свойств, позволяющих наилучшим образом решить задачу по измерению температуры. Высокая точность и стабильность отличают платиновые термометры сопротивления. Достоинством кремниевых датчиков так же является высокая точность, пусть и в узком температурном диапазоне. Термисторы обладают высокой чувствительностью и невысокой ценой, что позволяет встраивать их в различные электронные приборы. Инфракрасные датчики температуры позволяют измерить быстропротекающие температурные процессы и объекты с очень высокой температурой. К достоинствам термопар несомненно можно отнести точность и стабильность показаний в широком диапазоне температур, их устойчивость в неблагоприятным воздействиям внешней среды.

Источник: http://www.sensor.ru/

Температурный зонд: полное руководство по покупке

Что такое датчик температуры?

Вы пытаетесь понять, какой датчик температуры вам нужен?

В конце концов, температура – одно из наиболее измеряемых величин в мире, и оно является важным показателем для многих процессов. Это число, которое часто должно быть точным, потому что есть очень мало места для ошибки, если вы не получаете точных показаний.

Но как выбрать лучший датчик температуры для своих нужд? Стоит ли выбирать контактный зонд для измерения материалов или поверхностей? Возможно, вам лучше использовать сенсорный зонд, который измеряет площадь вокруг объекта. Затем вам также нужно выбрать между подключенным и беспроводным подключением.

Если вы хотите убедиться, что выбрали правильный, обязательно следуйте этому руководству, чтобы найти лучший температурный датчик для ваших нужд.

Температурный зонд – это датчик, используемый для определения того, насколько горячий или холодный объект. Датчики температуры могут отслеживать изменения в твердых, газообразных или жидких средах, а затем преобразовывать показания в полезные измерения, которые могут помочь в принятии решений.

Контактные датчики температуры

Эти типы датчиков температуры должны находиться в физическом контакте с обнаруживаемым объектом и использовать проводимость для контроля изменений температуры. Их можно использовать для обнаружения твердых веществ, жидкостей или газов в широком диапазоне температур.

Есть три веские причины, почему вам следует использовать контактный датчик температуры. Первый – это когда вы можете создать прочную тепловую связь с объектом или жидкостью. Вы также можете использовать этот датчик, когда расчетная температура ниже -1700 градусов Цельсия или выше -40 градусов. Наконец, контактный датчик температуры идеален, если время получения показаний быстрее, чем при использовании других доступных опций.

Бесконтактные датчики температуры

Эти типы датчиков температуры используют конвекцию и излучение для отслеживания изменений температуры. Их можно использовать для обнаружения жидкостей и газов, излучающих лучистую или конвективную энергию. Эти два типа контактных или бесконтактных датчиков температуры также можно разделить на три группы датчиков: электромеханические, резистивные и электронные, и эти три типа обсуждаются ниже.

Для чего нужен датчик температуры?

Есть несколько различных отраслей промышленности, которые используют датчики температуры. Наиболее распространены автомобильная, медицинская промышленность, а также производство продуктов питания и напитков. Каждая зона предъявляет особые требования к датчику температуры. Например, в пищевой промышленности и производстве напитков датчик температуры приготовления полезен для определения того, безопасны ли продукты для употребления.

Какой температурный зонд выбрать?

Если вы знаете, зачем вам нужен датчик температуры, следующим шагом будет определение того, какой тип вам нужен. Существует несколько различных вариантов, включая датчик температуры наружного воздуха, датчик температуры воды, а также беспроводные и подключаемые опции.

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

NTC или CTN часто используются в качестве резистивных датчиков температуры или устройств с ограниченными токами. Обычно они изготавливаются из полимеров или керамики, и в обоих случаях можно получать разные результаты в зависимости от измеряемой области применения. Термисторы NTC идеально подходят для использования в военной и автомобильной промышленности, а также в сфере контроля выбросов. Однако они также распространены во многих домашних применениях, включая детекторы дыма, духовки и кондиционеры.

Термисторы положительный температурный коэффициент (PTC)

Один Термистор PTC не используется для измерения степени нагрева или холода объекта, жидкости или газа. Эти датчики температуры могут обнаруживать только превышение порогового значения. После достижения цвет проводников изменится. Термистор также может быть подключен к другим устройствам, чтобы обеспечить лучший контроль любых быстрых изменений температуры.

Термометры сопротивления (RTD)

Температурный датчик сопротивления, или RTD, является одним из самых точных приборов, когда-либо созданных. Они изготовлены из проводящих материалов высокой чистоты, таких как медь, платина, никель, и намотаны катушкой или покрыты тонкой пленкой. В термометры сопротивления платина являются наиболее распространенными и часто могут быть названы PRT. Поскольку это резистивное устройство, через зонд проходит ток, что также означает необходимость измерения напряжения. Этого можно избежать, подключив три провода или провода, чтобы снизить сопротивление кабелей.

Один из самых распространенных платиновых термометров сопротивления – PT100. Он состоит либо из катушки с проволокой, либо из пленки чистого металла, который используется для измерения температуры. В Датчик температуры PT100 может измерять диапазон от -200 до 700 градусов Цельсия.

Термопары

Многие отрасли предпочитают использовать термопару по сравнению с другими типами датчиков температуры. Некоторые из причин их популярности заключаются в том, что они очень просты в использовании и быстро реагируют на изменение температуры. У них также самый широкий диапазон по сравнению с любыми другими датчиками температуры. Термопары могут записывать показания от -200 градусов Цельсия до более 2000 градусов.

Цифровые зонды

Использование цифрового пробника дает множество преимуществ. Во-первых, для связи требуется только одна линия передачи данных. Он также может получать питание от внешнего источника питания или использовать линию передачи данных для подключения. Цифровые зонды также позволяют подключать несколько датчиков к одному кабелю для передачи данных, и вы можете записывать температуру каждого из них с помощью одного контакта. Этот тип технологии лучше всего использовать для контроля окружающей среды HVAC, а также для систем мониторинга внутри больших зданий, тяжелой техники и других систем управления.

Как проверить датчик температуры самостоятельно?

Есть два метода проверки датчика температуры. Возьмем, к примеру, укол зонд используется в пищевой промышленности, которую мы хотим протестировать, чтобы убедиться, что температура, показываемая датчиком, является правильной. Тест в ледяной ванне – самый простой способ убедиться, что ваше устройство работает правильно. Наполните стакан кубиками льда и влейте ледяную воду. Осторожно перемешайте стакан с зондом в течение примерно 15 секунд. Убедитесь, что вы держите его в центре стакана. Если вы получаете ноль градусов по Цельсию, ваш датчик температуры работает должным образом.

Еще один тест – вскипятить воду. Однако этот метод более сложный. Вам нужно начать с определения точки кипения в вашем регионе, чего можно достичь, используя онлайн-калькулятор. Затем доведите кастрюлю с водой до кипения и вставьте в нее зонд. Перемешайте в течение десяти секунд и снимите показания. Для получения точных результатов измерения должны находиться в пределах одного градуса от цифры онлайн-калькулятора.

Где взять термощуп?

Какой бы тип датчика температуры вы ни искали, вы найдете его в компании Guilcor. Мы предлагаем гарантии цены и отправляем в более чем XNUMX стран мира. Guilcor даже предлагает экспресс-доставку. Свяжитесь с нами получить предложение.

Датчики температуры на базе PT100/PT1000, типов K и J и термопары

GRO 200

Датчик для измерения температуры трубных поверхностей

Подключение к процессу / Габариты или монтажная длина, мм: — / 14,8x20x12
Тип чувствительного элемента / Предел измерения, °C: Термосопротивление Pt100 или Pt1000, Термоэлемент типа K (NiCr-Ni)/-50…+200
Электрическое подключение: Кабель длиной 2 м с силиконовым покрытием и оголенными концами
Материал корпуса / Среда измерения: Алюминий / Поверхность труб
Класс защиты: IP54