Обозначение датчик температуры на схеме: Обозначение датчика температуры | Датчики температуры
alexxlab | 28.03.2023 | 0 | Разное
типы, устройство, принцип работы, схемы подключения
Контроль температуры повсеместно задействуется в технологических процессах, позволяя выбирать подходящий режим работы или отслеживать изменения состояния материала. Температурный режим одинаково важен как при включении духовки на кухне, так и в доменных печах при плавлении стали, а отклонение от нормальной работы может привести к аварии и травмированию людей. Чтобы избежать неприятных последствий и обеспечить возможность регулирования степени нагрева используется датчик температуры.
Разновидности, устройство и принцип работы
В ходе развития и совершенствования технологий датчик температуры, как измерительное приспособление, претерпел множественные изменения и модернизации. Благодаря чему сегодня они представлены в большом разнообразии, которые можно разделить по нескольким критериям. Так, в зависимости от способа передачи и отображения данных об измерениях температуры они подразделяются на цифровые и аналоговые.
Цифровые устройства являются более современным решением, так как информация в них отображается на дисплее и передается по электронным каналам коммуникации, аналоговые имеют циферблатное отображение данных, электрический или механический способ передачи измерений.
В зависимости от принципа действия все датчики можно подразделить на:
- термоэлектрические;
- полупроводниковые;
- пирометрические;
- терморезистивные;
- акустические;
- пьезоэлектрические.
Термоэлектрические
В основе работы термоэлектрического датчика лежит принцип термопары (см. рисунок 1) – у всех металлов существует определенная валентность (количество свободных электронов на внешних атомарных орбитах, не задействованных в жестких связях). При воздействии внешних факторов, сообщающих свободным электронам дополнительную энергию, они могут покинуть атом, создавая движение заряженных частиц. В случае совмещения двух металлов с различным потенциалом выхода электронов и последующим нагреванием места соединения возникнет разность потенциалов, получившая название эффекта Зеебека.
На практике применяется несколько разновидностей термоэлектрических датчиков температуры, так, согласно п.1.1 ГОСТ Р 50342-92 они подразделяются на:
- вольфрамрений-вольфрамрениевые (ТВР) – применяется в средах с большой рабочей температурой порядка 2000°С;
- платинородий-платинородиевые (ТПР) – отличаются высокой себестоимостью и высокой точностью измерений, применяются я в лабораторных измерениях;
- платинородий-платиновые (ТПП) – оснащаются защитной трубкой из металла и керамической изоляцией, обладают высоким температурным пределом;
- хромель-алюмелевые (ТХА) — широко применяются в промышленности, способны охватывать диапазон температуры до 1200°С, используются в кислых средах;
- хромель-копелевые (ТХК) – характеризуются средним температурным показателем, монтируются только в неагрессивных средах;
- хромель-константановые (ТХК) — актуальны для газовых смесей и разжиженных аэрозолей нейтрального или слабокислого состава;
- никросил-нисиловые (ТНН) – применяются для устройств среднего температурного диапазона, но обладают длительным сроком эксплуатации;
- медь-константановые (ТМК) – характеризуется наименьшим пределом измерений до 400°С, но отличается устойчивостью к влаге и некоторым категориям агрессивных сред;
- железо-константановые (ТЖК) – применяются в среде с разжиженной атмосферой или вакуумного пространства.
Такое разнообразие температурных датчиков на основе термопары позволяет охватывать любые сферы человеческой деятельности.
Полупроводниковые
Изготавливаются на основе кристаллов с заданной вольтамперной характеристикой. Такие датчики температуры работают в режиме полупроводникового ключа, аналогично классическому биполярному транзистору, где степень нагревания сравнима с подачей потенциала на базу. При повышении температуры полупроводниковый датчик начнет выдавать большее значение тока. Как правило, самостоятельно полупроводник не используется для измерения нагрева, а подключается через цепь усилителя (см. рисунок 2).
Рис. 2. Подключение полупроводникового датчика через усилительОтличаются широким диапазоном производимых измерений и возможностью подстройки датчика в соответствии с рабочими параметрами оборудования. Являются высокоточным типом, мало зависящим от продолжительности эксплуатации. Обладают небольшими габаритами, за счет чего легко устанавливаются в схемах, радиоэлементах и т.
д.
Пирометрические
Работают за счет специальных датчиков – пирометров, которые позволяют улавливать малейшие температурные колебания рабочей поверхности любого предмета. Непосредственно сам чувствительный элемент представляет собой матрицу, реагирующую на определенную частоту температурного диапазона. Этот принцип положен в основу измерений бесконтактным термометром, который получил широкое распространение в период борьбы с коронавирусом. Помимо этого их применение активно используется для тепловизионного контроля конструктивных элементов, оборудования, зданий и сооружений.
Рис. 3. Принцип действия пирометрического датчикаТерморезистивные
Такие датчики температуры выполняются на основе терморезисторов – устройств с определенной зависимостью сопротивления от степени нагрева основного материала. С повышением температуры, изменяется и проводимость резистора, благодаря чему вы можете следить за состоянием нужного объекта.
Основным недостатком терморезистивного датчика является малый диапазон измеряемой температуры, но он способен обеспечивать хороший шаг измерений и высокую точность в десятых и сотых долях градусов Цельсия.
Из-за чего их нередко включают в цепь с применением усилителя, расширяющего рабочие пределы.
Акустические
Акустические датчики температуры функционируют по принципу определения скорости прохождения звуковых колебаний в зависимости от температуры материала или поверхности . Непосредственно сам сенсор производит сравнение скорости звука, генерируемого источником, которая будет отличаться, в зависимости от степени нагрева (см. рисунок 4). Такой тип является бесконтактным и позволяет производить замеры в труднодоступных местах или на объектах повышенной опасности.
Рис. 4. Звуковой датчик температурыПьезоэлектрические
Работа датчика основана на эффекте распространения колебаний кварцевого кристалла при прохождении электрического тока. Но, в зависимости от температуры окружающей среды, будет меняться и частота колебаний кристалла. Принцип фиксации температурных изменений заключается в измерении частоты колебаний и последующем сравнении с установленной градуировкой номиналов для разных температур.
Схемы подключения
Основные отличия в подключении датчика температур обуславливаются сферой его применения и конструктивными особенностями. Так, в рамках статьи, мы рассмотрим несколько наиболее распространенных и интересных вариантов. Таковыми является подключение с помощью двухпроводной и трехпроводной схемы.
Рис. 5. Двухпроводная схема подключенияНа рисунке 5 приведен вариант двухпроводного присоединения измерительного устройства. Этот принцип рекомендуется для всех датчиков температуры с небольшим расстоянием до контролируемого объекта. Так как сопротивление самого чувствительного элемента Rt мало измениться от сопротивления соединительных проводников R1 и R2, соответственно, поправка на измерения будет минимальной.
Рис. 6. Трехпроводная схема подключенияПри больших расстояниях, от 150 м и более, подключение датчика следует выполнять по трехпроводной схеме, в которой существенно снижается погрешность на сопротивление в проводах R1, R2, R3.
Практически в каждом современном авто осуществляется постоянный контроль температурных параметров мотора. Поэтому использование датчика является обязательным требованием безопасности. Согласно двухпроводной схемы (рисунок 7) датчик подключается одним выводом на отдельно стоящий концевик капота, который не имеет каких-либо подключений к цепи. А второй вывод, подсоединяется к блоку сигнализации установленным порядком, в соответствии с моделью.
Рис. 8. Схема подключения цифрового датчика температурыНа рисунке 8 приведен пример включения цифрового датчика Dallas. Это модель с тремя выводами, первый из которых, согласно распиновки GND подключается к заземляющему выводу микроконтроллера, второй DATA к выводу PIN 2, а третий к клемме питания +5 В. Между третей и второй ножкой включается резистор на 4,7кОм.
Примение
Сфера применения датчиков температуры охватывает как бытовые приборы, так и оборудование общепромышленного назначения, сельскохозяйственную отрасль, военную промышленность, аэрокосмический сектор.
Каждый из вас может встретить их у себя дома в нагревательных приборах – бойлерах, духовках, мультиварках или хлебопечках.
В тяжелой промышленности тепловые сенсоры позволяют контролировать степень нагрева печей, воздуха в рабочей области, состояние трущихся поверхностей. В медицине их используют для контроля температуры в труднодоступных местах или для упрощения различных процедур.
Многие автолюбители часто сталкиваются с анализаторами температуры, контролирующими состояние масла или другой охлаждающей жидкости. На сети железных дорог они позволяют отслеживать нагрев букс и колесных пар. В энергетике с их помощью обследуются контактные соединения и качество прилегания поверхностей.
Как подобрать?
При выборе датчика температуры необходимо руководствоваться такими критериями:
- если датчик будет соприкасаться или располагаться внутри измеряемой среды, то берется контактная модель, если находиться вне объекта, то бесконтактная;
- условия и состояние среды, в которой он будет функционировать (влажность, агрессивные вещества и т. д.) должны соответствовать возможностям датчика;
- шаг и градуировка измерений должны обеспечивать удобную эксплуатацию и датчика, и оборудования;
- если датчик подлежит замене в ходе эксплуатации, то устанавливаются сменные варианты;
- при выборе датчика температуры для замены неисправного, лучше воспользоваться его VIN кодом;
- предел рабочих температур должен охватывать все возможные значения нагрева, некоторые из них приведены в таблице ниже.
д.) должны соответствовать возможностям датчика;Таблица: температурные пределы датчиков термоэлектрического типа
| Тип | Состав | Диапазон температур |
| T | медь / константан | от -250 °C до 400 °C |
| J | железо / константан | от -180 °C до 750 °C |
| E | хромель / константан | от -40 °C до 900 °C |
| K | хромель / алюмель | от -180 °C до 1 200 °C |
| S | платина-родий (10 %) / платина | от 0 °C до 1 700 °C |
| R | платина-родий (13 %) / платина | от 0 °C до 1 700 °C |
| B | платина-родий (30 %) / платина-родий (6 %) | от 0 °C до 1 800 °C |
| N | нихросил / нисил | от -270 °C до 1 280 °C |
| G | вольфрам / рений (26 %) | от 0 °C до 2 600 °C |
| C | вольфрам-рений (5 %) / вольфрам-рений (26 %) | от 20 °C до 2 300 °C |
| D | вольфрам-рений (3 %) / вольфрам-рений (25 %) | от 0 °C до 2 600 °C |
Использованная литература
- Виглеб Г «Датчики», 1989
- Фрайден Дж «Современные датчики. Справочник» 2005
- Ананьева Н.Г., Ананьева М.С., Самойлов В.Н «Измерение температуры» 2015
- Дж. Вебстер «Справочник по измерениям, сенсорам и приборам» 2006
Справочник» 2005Датчик температуры ТСП-Н | Схема обозначений ТСП-Н
Схема ТСП-Н 5
Схема ТСП-Н 3
Схема ТСП-Н 2
Схема ТСП-Н 1
Схема ТСП-Н 6
Схема ТСП-Н 8
Термопреобразователи сопротивления ТСП-Н изготавливаются с диаметром монтажной части 4 и 6 мм. Для того чтобы избежать ошибок при заказе термопреобразователей, необходимо руководствоваться схемой подбора ТСП-Н. Схема условных обозначений ТСП-Н для термопреобразователей с диаметром монтажной части 4 мм приведена ниже:
Маркировка ТСП-Н 5 с диаметром монтажной части 4 ммРасшифровка ТСП-Н 5.0.01.00.4.3.1
- код 5 – вариант исполнения 5;
- код 0 – диаметр монтажной части 4 мм;
- код 01 – длина монтажной части 80 мм;
- код 00 – без элементов крепления;
- код 4 – НСХ и класс допуска Pt100 кл. В;
- код 3 – четырехпроводная схема подключения;
- код 1 – диапазон измеряемых температур -50..+180 °C.
В;Схема условных обозначений ТСП-Н для термопреобразователей с диаметром монтажной части 6 мм приведена ниже:
Маркировка ТСП-Н 5 с диаметром монтажной части 6 ммРасшифровка ТСП-Н 5.1.02.00.4.3.1
- код 5 – вариант исполнения 5;
- код 1 – диаметр монтажной части 6 мм;
- код 02 – длина монтажной части 100 мм;
- код 00 – без элементов крепления;
- код 4 – НСХ и класс допуска Pt100 кл.В;
- код 3 – четырехпроводная схема подключения;
- код 1 – диапазон измеряемых температур -50..+180 °C.
- Pt100, Pt500, Pt1000 номинальная статистическая характеристика (НСХ) для платинового термопреобразователя сопротивления с температурным коэффициентом α = 0,00385 °C-1 R0 = 100 Ом. 100П НСХ для платинового ТС с температурным коэффициентом 0,00391 °C-1 R0 = 100 Ом.
- Термопреобразователи сопротивления Pt100, Pt500, Pt1000, 100П изготавливаются с классом допуска А или В.
- Схема соединения проводов ТСП-Н 5 четырехпроводная.
- В стоимость входит подобранные гильза защитная и бобышка приварная.
100П НСХ для платинового ТС с температурным коэффициентом 0,00391 °C-1 R0 = 100 Ом.Термопреобразователи сопротивления 5-го исполнения с диаметром монтажной части 4 мм
| Наименование | Длина монтажной части ТСП-Н, мм | НСХ | Общее описание | Крепление |
|---|---|---|---|---|
| ТСП-Н 5.0.00.00.4.3.1 | 60 | Pt100 кл.В | Термопреобразователь сопротивления с диаметром монтажной части 4 мм; без элементов крепления; схема подключения 4-х проводная; диапазон измеряемых температур -50..+180 °C | |
ТСП-Н 5. 0.00.00.3.3.1 | 60 | Pt100 кл.A | ||
| ТСП-Н 5.0.01.00.4.3.1 | 80 | Pt100 кл.В | ||
| ТСП-Н 5.0.01.00.3.3.1 | 80 | Pt100 кл.A | ||
| ТСП-Н 5.0.02.00.4.3.1 | 100 | Pt100 кл.В | ||
| ТСП-Н 5.0.02.00.3.3.1 | 100 | Pt100 кл.A | ||
| ТСП-Н 5.0.03.00.4.3.1 | 120 | Pt100 кл.В | ||
| ТСП-Н 5.0.03.00.3.3.1 | 120 | Pt100 кл.A |
Термопреобразователи сопротивления 5-го исполнения с диаметром монтажной части 6 мм
| Наименование | Длина монтажной части ТСП-Н, мм | НСХ | Общее описание | Крепление |
|---|---|---|---|---|
| ТСП-Н 5.1.00.00.4.3.1 | 60 | Pt100 кл.В | Термопреобразователь сопротивления с диаметром монтажной части 4 мм; без элементов крепления; схема подключения 4-х проводная; диапазон измеряемых температур -50. .+180 °C | |
| ТСП-Н 5.1.00.00.3.3.1 | 60 | Pt100 кл.A | ||
| ТСП-Н 5.1.01.00.4.3.1 | 80 | Pt100 кл.В | ||
| ТСП-Н 5.1.01.00.3.3.1 | 80 | Pt100 кл.A | ||
| ТСП-Н 5.1.02.00.4.3.1 | 100 | Pt100 кл.В | ||
| ТСП-Н 5.1.02.00.3.3.1 | 100 | Pt100 кл.A | ||
| ТСП-Н 5.1.03.00.4.3.1 | 120 | Pt100 кл.В | ||
| ТСП-Н 5.1.03.00.3.3.1 | 120 | Pt100 кл.A |
ТСП-Н 3-го исполнения изготавливаются с диаметром монтажной части 6 и 8 мм. Схема условных обозначений термопреобразователей сопротивления ТСП-Н приведена ниже:
Маркировка ТСП-Н 3Расшифровка ТСП-Н 3.1.00.02.4.3.1
- код 3 – вариант исполнения 3;
- код 1 – диаметр монтажной части 6 мм;
- код 00 – длина монтажной части 80 мм;
- код 02 – крепление – М20х1,5 штуцер подвижный;
- код 4 – НСХ и класс допуска Pt100 кл. В;
- код 3 – четырехпроводная схема подключения;
- код 1 – диапазон измеряемых температур -50..+180 °C.
В;- Pt100, Pt500, Pt1000 номинальная статистическая характеристика (НСХ) для платинового термопреобразователя сопротивления с температурным коэффициентом α = 0,00385 °C-1 R0 = 100 Ом. 100П НСХ для платинового ТС с температурным коэффициентом 0,00391 °C-1 R0 = 100 Ом.
- Термопреобразователи сопротивления Pt100, Pt500, Pt1000, 100 П изготавливаются с классом допуска А или В.
- Схема соединения проводов ТСП-Н 3 четырехпроводная.
Термопреобразователи сопротивления 3-го исполнения с диаметром монтажной части 6 мм и 8 мм
| Наименование | Длина монтажной части ТСП-Н, мм | НСХ | Общее описание | Крепление |
|---|---|---|---|---|
ТСП-Н 3. 1.00.02.4.3.1 | 60 | Pt100 кл.B | Термопреобразователь сопротивления подвижным М20х1,5; схема подключения 4-х проводная; диапазон измеряемых температур -50..+180 °C | |
| ТСП-Н 3.1.00.02.3.3.1 | 60 | Pt100 кл.A | ||
| ТСП-Н 3.1.01.02.4.3.1 | 80 | Pt100 кл.B | ||
| ТСП-Н 3.1.01.02.3.3.1 | 80 | Pt100 кл.A | ||
| ТСП-Н 3.2.01.02.4.3.1 | 80 | Pt100 кл.B | ||
| ТСП-Н 3.2.01.02.3.3.1 | 80 | Pt100 кл.A | ||
| ТСП-Н 3.2.02.02.4.3.1 | 100 | Pt100 кл.B | ||
| ТСП-Н 3.2.02.02.3.3.1 | 100 | Pt100 кл.A |
ТСП-Н 2-го исполнения изготавливаются с диаметром монтажной части 6 и 8 мм. Схема условных обозначений термопреобразователей сопротивления ТСП-Н приведена ниже:
Маркировка ТСП-Н 2Расшифровка ТСП-Н 2.
1.00.00.4.3.1- код 2 – вариант исполнения 2;
- код 1 – диаметр монтажной части 6 мм;
- код 00 – длина монтажной части 60 мм;
- код 00 – без элементов крепления;
- код 4 – НСХ и класс допуска Pt100 кл.В;
- код 3 – четырехпроводная схема подключения;
- код 1 – диапазон измеряемых температур -50..+180 °C.
- Термопреобразователи ТСП-Н 2-го изготавливается с длинной монтажной части 60 мм и 80 мм.
- Pt100, Pt500, Pt1000 номинальная статистическая характеристика (НСХ) для платинового термопреобразователя сопротивления с температурным коэффициентом α = 0,00385 °C-1 R0 = 100 Ом.
- Термопреобразователи сопротивления Pt100, Pt500, Pt1000, 100 П изготавливаются с классом допуска А или В.
- Схема соединения проводов ТСП-Н 2 четырехпроводная.
- Крепится на стене или другой поверхности при помощи винтов, шурупов и т.д.
Термопреобразователи сопротивления 2-го исполнения с диаметром монтажной части 6 мм
| Наименование | Длина монтажной части ТСП-Н, мм | НСХ | Общее описание | Крепление |
|---|---|---|---|---|
| ТСП-Н 2.2.00.00.4.3.1 | 60 | Pt100 кл.В | Термопреобразователь сопротивления 2-го исполнения без элементов крепления; схема подключения 4-х проводная; диапазон измеряемых температур -50..+180 °C | |
| ТСП-Н 2.2.00.00.3.3.1 | 60 | Pt100 кл.A | ||
| ТСП-Н 2.2.00.00.7.3.1 | 60 | Pt500 кл.В | ||
| ТСП-Н 2.2.00.00.6.3.1 | 60 | Pt500 кл.A | ||
| ТСП-Н 2.2.00.00.10.3.1 | 60 | Pt1000 кл. В | ||
| ТСП-Н 2.2.00.00.9.3.1 | 60 | Pt1000 кл.A |
ТСП-Н 1-го исполнения изготавливаются с диаметром монтажной части 5 и 6 мм. Схема условных обозначений термопреобразователей сопротивления ТСП-Н приведена ниже:
Маркировка ТСП-Н 1Расшифровка ТСП-Н 1.1.21.00.4.1.1/1,5
- код 1 – вариант исполнения 1;
- код 1 – диаметр монтажной части 6 мм;
- код 21 – длина монтажной части 45 мм;
- код 00 – без элементов крепления;
- код 4 – НСХ и класс допуска Pt100 кл.В;
- код 1 – двухпроводная схема подключения;
- код 1 – диапазон измеряемых температур -50..+180 °C;
- 1,5 – длина кабеля в метрах.
- ТСП-Н исполнение 1 с диаметром монтажной части 6 мм имеет длины 45, 60, 80, 100, 120 мм, с диаметром трубки 5 мм изготавливаются только с длиной 45 мм.
- Pt100, Pt500, Pt1000 номинальная статистическая характеристика (НСХ) для платинового термопреобразователя сопротивления с температурным коэффициентом α = 0,00385 °C-1 R0 = 100 Ом.
- Термопреобразователи 1-го исполнения с 4-х проводной схемой подключения изготавливаются с классом допуска А или В, 2-ух проводная только по классу В.
- Длина кабеля термопреобразователей с 2-х проводной схемой подключения зависит от номинальной статистической характеристики. При НСХ равной Pt100 длина кабеля составит не более 1,5 метра, Pt 500 не более 5-ти метров и при Pt1000 не более 10-ти метров.
- Длина кабеля термопреобразователей по умолчанию равна 1,5 метра.
Термопреобразователи сопротивления 1-го исполнения с диаметром монтажной части 5 мм и 6 мм
| Наименование | Длина монтажной части ТСП-Н, мм | НСХ | Общее описание | Крепление |
|---|---|---|---|---|
ТСП-Н 1. 5.21.00.4.1.1/1,5 | 45 | Pt 100 кл.В | Термопреобразователь сопротивления кабельный без элементов крепления; схема подключения 2-ух проводная; диапазон измеряемых температур -50..+180 °C | |
| ТСП-Н 1.1.21.00.7.1.1/1,5 | 45 | Pt 500 кл.В | ||
| ТСП-Н 1.1.00.00.4.1.1/1,5 | 60 | Pt 100 кл.В |
ТСП-Н 6-го исполнения изготавливаются с диаметром монтажной части 4 мм. Схема условных обозначений термопреобразователей сопротивления ТСП-Н приведена ниже:
Маркировка ТСП-Н 6Расшифровка ТСП-Н 6.0.19.11.4.1.1/1,5
- код 6 – вариант исполнения 6;
- код 0 – диаметр монтажной части 4 мм;
- код 19 – длина монтажной части 27,5 мм;
- код 11 – крепление – штуцер подвижный М10х1,0;
- код 4 – НСХ и класс допуска Pt100 кл. В;
- код 1 – двухпроводная схема подключения;
- код 3 – диапазон измеряемых температур -50..+180 °C;
- 1,5 – длина кабеля в метрах.
В;- ТСП-Н исполнение 6 с диаметром монтажной части 4 мм изготавливаются с длиной монтажной части 27,5 мм.
- Pt100, Pt500, Pt1000 номинальная статистическая характеристика (НСХ) для платинового термопреобразователя сопротивления с температурным коэффициентом α = 0,00385 °C-1 R0 = 100 Ом.
- Термопреобразователи 6-го исполнения с 4-х проводной схемой подключения изготавливаются с классом допуска А или В, 2-ух проводная только по классу В.
- Длина кабеля термопреобразователей с 2-х проводной схемой подключения зависит от номинальной статистической характеристики. При НСХ равной Pt100 длина кабеля составит не более 1,5 метра, Pt 500 не более 5-ти метров и при Pt1000 не более 10-ти метров.
- Длина кабеля термопреобразователей по умолчанию равна 1,5 метра.
Ходовые позиции ТСП-Н 6
Термопреобразователи сопротивления 6-го исполнения с диаметром монтажной части 4 мм
| Наименование | Длина монтажной части ТСП-Н, мм | НСХ | Общее описание | Крепление |
|---|---|---|---|---|
| ТСП-Н 6.0.19.11.4.1.1/1,5 | 27,5 | Pt 100 кл.B | Термопреобразователь сопротивления кабельный со штуцером подвижным М10х1,0; схема подключения 2-ух проводная; диапазон измеряемых температур -50..+180 °C | |
| ТСП-Н 6.0.19.11.7.1.1/1,5 | 27,5 | Pt 500 кл.B | ||
| ТСП-Н 6.0.19.11.10.1.1/1,5 | 27,5 | Pt 1000 кл.B |
ТСП-Н 8-го исполнения изготавливаются с диаметром монтажной части 4 мм. Схема условных обозначений термопреобразователей сопротивления ТСП-Н приведена ниже:
Маркировка ТСП-Н 8Расшифровка ТСП-Н 8.
0.02.00.4.2.1/4,0- код 8 – вариант исполнения 8;
- код 0 – диаметр монтажной части 4 мм;
- код 02 – длина монтажной части 100 мм;
- код 00 – без элелентов крепления;
- код 4 – НСХ и класс допуска Pt100 кл.В;
- код 2 – трёхпроводная схема подключения;
- код 1 – диапазон измеряемых температур -50..+180 °C;
- 4,0 – длина кабеля в метрах.
- ТСП-Н исполнение 8 с диаметром монтажной части 4 мм изготавливаются с длиной монтажной части 100 мм.
- Pt100, Pt500, Pt1000 номинальная статистическая характеристика (НСХ) для платинового термопреобразователя сопротивления с температурным коэффициентом α = 0,00385 °C-1 R0 = 100 Ом.
- Термопреобразователи 8-го исполнения с 3-х проводной схемой подключения изготавливаются по классу В.
- Длина кабеля термопреобразователя по умолчанию равна 4,0 метра.
Термопреобразователи сопротивления 8-го исполнения с диаметром монтажной части 4 мм
| Наименование | Длина монтажной части ТСП-Н, мм | НСХ | Общее описание | Крепление |
|---|---|---|---|---|
| ТСП-Н 8.0.02.00.4.2.1/4,0 | 100 | Pt 100 кл.B | Термопреобразователь сопротивления игольчатый со штуцером подвижным М10х1,0; схема подключения 2-ух проводная; диапазон измеряемых температур -50..+180 °C |
Объяснение датчиков температуры – инженерное мышление
Объяснение датчиков температуры. В этой статье мы рассмотрим контактные датчики температуры, чтобы понять различные типы и принципы их работы. Мы рассмотрим основные типы, такие как термометр, термопара, датчик температуры сопротивления и термистор, а также сравним технологии ближе к концу.
Прокрутите вниз, чтобы посмотреть БЕСПЛАТНОЕ видеоруководство на YouTube
🎁 Начните бесплатный электронный урок Danfoss по датчикам температуры – http://bit.ly/TempSensorDL какие датчики лучше всего подходят для каждого приложения, и знать, как выбрать датчик. Вы также получите более глубокое понимание технологии датчиков температуры. Создайте бесплатную учетную запись Danfoss Learning — http://bit.ly/TempSensorDL
Как мы физически измеряем температуру?
Все мы знаем, что можем измерять температуру с помощью термометра. Это очень простая конструкция, используемая сотни лет. Это просто запаянная стеклянная трубка, частично заполненная какой-то жидкостью, например ртутью или спиртом. При подаче тепла жидкость расширяется и поднимается вверх по столбу.
Высота столба разделена и отмечена, чтобы соотнести ее с известными температурами, например: при температуре 100°C (212°F) вода кипит, а при 0°C (32°F) замерзает.
Поскольку объем жидкости расширяется и сжимается, мы можем легко определить температуру.
Этот метод прост в использовании для людей, но он медленный, не самый надежный или точный, и мы довольно ограничены в диапазоне температур. Нам нужен быстрый и точный способ получения цифровых показаний температуры, который позволит компьютерам и контроллерам точно отслеживать и автономно управлять системами.
Термопара
Самым старым способом точного цифрового измерения температуры является использование термопары. Если у вас есть ручной датчик температуры или даже мультиметр, который может снимать показания температуры, он, вероятно, будет поставляться с одним из них. Они также встроены в прочные корпуса, что является гораздо более прочной конструкцией, которая обычно используется для промышленных установок.
С помощью термопары мы соединяем два разных металла вместе на одном конце, а другие концы соединяем в клеммную колодку. Затем мы используем вольтметр для считывания разницы напряжений между двумя металлами.
Напряжение здесь будет очень маленькое.
Как это работает?
Если взять в руку металлический стержень и поместить другой конец в пламя, мы знаем, что стержень будет нагреваться, и это тепло будет распространяться по длина стержня до нашей руки. То, что здесь происходит, это захватывающая жара атомы и молекулы, которые формируют структуру материалов.
Тепло заставляет молекулы и атомы вибрировать. Эта вибрация настолько мала, что вы не можете почувствовать ее рукой. Возбужденные атомы позволят своим свободным электронам двигаться легче, и они будут двигаться к более холодному концу стержня.
Это происходит только потому, что существует температурный градиент, разница температур от одного конца к другому. Таким образом, на более холодном конце у нас будет немного больше электронов, чем на более горячем конце, и, поскольку электроны заряжены отрицательно, мы получаем слегка отрицательно и положительно заряженные концы стержня.
Напряжение похоже на давление, когда мы измеряем напряжение, мы
измерение разности или разности потенциалов между двумя точками.
Если вы
представьте водопроводную трубу под давлением, мы можем увидеть давление с помощью манометра.
Показание давления также сравнивает две разные точки, давление внутри трубы по сравнению с атмосферным давлением снаружи трубка. Когда бак пуст, датчик показывает ноль, потому что ему нечего делать. сравните, оба имеют одинаковое давление.
То же самое с напряжением, мы сравниваем разницу с одним указать на другое, если мы считываем 1,5-вольтовую батарею, мы получаем показание 1,5 В, но если мы попытаемся измерить ту же сторону, мы не получим никакого напряжения. Мы можем измерять только разницу между двумя точками.
Возвращаясь к термопаре. Если бы мы соединили вместе два провода из одного и того же материала, скажем, из меди, и нагрели бы их конец, чтобы создать разницу температур, то электроны рассеялись бы и накапливались на холодных концах. Однако они будут накапливаться в равных количествах в каждом проводе, потому что они из одного и того же материала, поэтому оба проводят тепло одинаково, и градиент температуры будет одинаковым.
Однако, если мы соединим два провода из различных материалов, скажем, меди и железа, то эти два металла будут проводить тепло по-разному, поэтому их температурный градиент будет другим. Это означает накопление электронов на холодных концах будет другим. Итак, мы можем подключить вольтметр к этому и прочитать разницу в напряжении.
Чтобы превратить это в полезный инструмент, мы просто калибруем его, проверяя устройство на известные температуры и отмечая генерируемые напряжения, а затем используем формулу, чтобы отличить температуру от напряжения.
Чтобы это работало лучше всего, мы должны погрузить холодный спай в ванну со льдом, таким образом, мы получим напряжение с эталоном относительно 0°C (32°F). Помните, что мы сравниваем давление в трубе с атмосферным давлением снаружи, потому что мы знаем давление снаружи трубы, это атмосферное давление, которое составляет 101,325 кПа или 1 бар. Итак, чтобы показания напряжения были точными, нам нужно измерять что-то, что мы знаем, поэтому мы используем ледяную воду, потому что мы знаем, что эта температура постоянна 0 ° C (32 ° F).
Этот метод используется во многих научных лабораториях, но не очень практичный для большинства инженерных приложений, поэтому вместо того, чтобы улучшить точности мы оставляем холодные соединения при одинаковой температуре окружающей среды, а затем компенсировать разницу, измерив температуру соединения и применение формулы для компенсации ошибки. Для измерения температуры соединения мы часто используем датчик температуры RTD, который мы рассмотрим далее.
Датчик температуры сопротивления или RTD.
Это также довольно простая конструкция и, вероятно, ее легче понять, чем термопару. Обычно они имеют такой дизайн для инженерных приложений с прочным корпусом.
Как это работает? Итак, мы знаем, что электричество — это поток электронов по цепи. Мы рассмотрели это в других руководствах, нажмите здесь , чтобы узнать об этом подробнее.
Когда мы пропускаем электричество через материал, скажем, через
медная проволока, материал будет иметь некоторое сопротивление потоку электронов
и мы можем измерить это сопротивление мультиметром.
Различные материалы имеют
разные уровни сопротивления.
Температура материала меняет сопротивление материала. Сопротивление большинства проводников увеличивается по мере того, как они нагреваются, что типично для металлов. Это происходит потому, что, когда атомы и молекулы возбуждаются, они движутся, поэтому свободным электронам труднее пройти без столкновения.
Используя формулу, известную как закон Ома, напряжение равно произведению тока на сопротивление. Это означает, что пока мы сохраняем ток одинаковым, изменение сопротивления вызовет изменение напряжения. Поскольку температура изменяет сопротивление материала, мы можем измерить напряжение, чтобы определить температуру.
Мы используем такой материал, как платина, который имеет почти линейную зависимость сопротивления от температурного градиента. Мы снова тестируем материал при известных температурах, чтобы получить график. Например, при 0°C (32°F) материал будет иметь сопротивление 100 Ом, а при 100°C (212°F) — 138,5 Ом.
Для этого типа существует несколько различных конструкций, но как правило, это пленка, в которой платина нанесена на керамическая пластина в узор и запечатана в стекло. Или это будет платиновая проволока намотанный на керамический сердечник, снова запечатанный в стекло для защиты.
Термисторы
Термисторы имеют несколько вариантов конструкции, но это либо гибкая версия для портативного использования, либо более прочная конструкция для стационарных установок.
Термистор — это просто терморезистор. Это означает, что это электрический резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры.
Существует два типа термисторов: NTC или отрицательный температурный коэффициент и PTC положительный температурный коэффициент .
Ранее мы видели, что сопротивление металла обычно
увеличивается с повышением температуры, потому что атомы начинают колебаться, что
затрудняет прохождение электрона без столкновения.
Термистор типа PTC ведет себя примерно так, мы называем это положительно, потому что если мы нанесем сопротивление на график с температурой, то получим восходящая тенденция, показывающая увеличение сопротивления с температурой.
Другим типом является NTC или отрицательный температурный коэффициент. В этом типе мы используем полупроводник, который ведет себя немного иначе. Как вы могли догадаться, мы называем это отрицательным температурным коэффициентом, потому что, когда мы строим график зависимости сопротивления от температуры, сопротивление этого типа фактически уменьшается. Это связано со структурой атома и материала.
Если мы сначала посмотрим на упрощенный атом металла, у нас будет ядро в центре, а затем несколько электронов на разных орбитальных оболочках. Проводник имеет 1-3 электрона на внешней или валентной оболочке. Каждая оболочка содержит максимальное количество электронов, и электрон должен иметь определенное количество энергии, чтобы попасть в каждую оболочку.
Наиболее удаленные от ядра электроны обладают наибольшей энергией. Нам нужно, чтобы электроны могли перемещаться между атомами, чтобы материал мог нести электричество.
Электроны удерживаются на месте ядром, но если они могут достичь зоны проводимости, они могут освободиться и двигаться. В атоме металла зона проводимости и валентная оболочка перекрываются, поэтому электрону легко освободиться и двигаться.
У изолятора самая внешняя валентная оболочка упакована, и места для соединения электронов практически нет. Ядро крепко держит электроны, а зона проводимости находится далеко, поэтому электроны не могут добраться до нее и убежать. Следовательно, электричество не может проходить через этот материал.
Однако у полупроводника 1 слишком много электронов во внешней оболочке, чтобы он был проводником, поэтому он ведет себя как изолятор, но зона проводимости довольно близка. Если мы нагреем материал, некоторые электроны получат достаточно энергии, чтобы совершить прыжок и вырваться из атома.
Чем больше тепла добавляется, тем больше электронов перемещается от большего количества атомов, и поэтому сопротивление материалов уменьшается.
Его основная конструкция представляет собой просто кусок полупроводника между двумя проводниками, герметизированный защитным покрытием.
Какой датчик температуры лучше?
Все они имеют разные плюсы и минусы. Идеальной подгонки не бывает, всё зависит от того, для чего вам это нужно.
Учтите, что они используются для всего, от воды, пар, воздух, газ, хладагенты, масло и они используются везде от двигателей, системы кондиционирования воздуха, воздушные компрессоры, системы отопления, гидравлика, производственные линии и т. д.
Но я составил эмпирическую таблицу, чтобы сравнить Различные типы. Вы можете видеть, что каждый из них имеет разные диапазоны, точность и надежность, которая будет отражаться на цене.
Как правильно выбрать и использовать датчик температуры
Вернуться на предыдущую страницу
Введение
Занимаясь проектированием, производством и применением датчиков температуры в течение двадцати лет, я провел ряд обучающих семинаров на датчики температуры.
После пространных объяснений того, как устроены и используются RTD (детекторы температуры сопротивления) и термопары, люди обычно задают вопрос: «Хорошо, а как мне определить, какой датчик использовать в моем приложении?». Данная статья призвана ответить на этот вопрос.
После краткого обзора того, как RTD и термопары устроены и используются для измерения температуры, мы обсудим, что отличает эти датчики друг от друга. Мы обсудим такие темы, как температурный диапазон, допуски, точность, взаимозаменяемость, а также относительные сильные и слабые стороны каждого типа. Изучив эти темы, вы лучше поймете, когда следует использовать датчик каждого типа и почему.
Обзор основ RTD и термопар
RTD:
RTD содержат чувствительный элемент, представляющий собой электрический резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Это изменение сопротивления хорошо изучено и повторяемо. Чувствительный элемент в RTD обычно содержит либо катушку с проводом, либо сетку из проводящей пленки, в которую врезан проводник (см.
рис. 1). Удлинительные провода прикреплены к чувствительному элементу, поэтому его электрическое сопротивление можно измерить на некотором расстоянии. Затем чувствительный элемент упаковывается, чтобы его можно было поместить в положение в процессе, где он будет достигать той же температуры, что и в процессе (см. рис. 2).
Термопары:
Термопары, с другой стороны, содержат два электрических проводника из разных материалов, которые соединены на одном конце. Конец проводника, который будет подвергаться воздействию температуры процесса, называется измерительным спаем. Точка, в которой кончаются проводники термопары (обычно там, где проводники подключаются к измерительному устройству), называется эталонным спаем (см. рис. 3).
Когда измерительный и эталонный спаи термопары находятся при разных температурах, внутри проводников формируется потенциал милливольт. Зная тип используемой термопары, величину милливольтного потенциала внутри термопары и температуру эталонного спая, пользователь может определить температуру на измерительном спае.
Потенциал милливольт, создаваемый в проводниках термопары, различается в зависимости от используемых материалов. Из одних материалов получаются термопары лучше, чем из других, потому что создаваемые этими материалами милливольтные потенциалы более воспроизводимы и хорошо известны. Этим термопарам были присвоены специальные обозначения типа, такие как тип E, J, K, N, T, B, R и S. Различия между этими типами термопар будут объяснены ниже.
Температурные ограничения для RTD и термопар:
Материалы, используемые в RTD и термопарах, имеют ограничения по температуре, что может быть важным фактором при их использовании.
Термометры сопротивления
Как указывалось ранее, датчики сопротивления состоят из чувствительного элемента, проводов для подключения чувствительного элемента к измерительному прибору и некоторой опоры для позиционирования чувствительного элемента в процессе. Каждый из этих материалов устанавливает пределы температуры, которой может подвергаться RTD.
| Таблица 1: Материалы чувствительного элемента и пределы температуры | |
|---|---|
| Материал | Рабочий диапазон температур |
| Платина | от -450°F до 1200°F |
| Никель | от -150°F до 600°F |
| Медь | от -100°F до 300°F |
| Никель/железо | от 32°F до 400°F |
Чувствительный элемент в RTD обычно содержит платиновую проволоку или пленку, керамический корпус и керамический клей или стекло для герметизации чувствительного элемента и поддержки провода элемента. Как правило, платиновые чувствительные элементы могут подвергаться воздействию температур примерно до 1200°F. Другие материалы, такие как никель, медь и сплав никеля с железом, также могут использоваться, однако их полезный диапазон температур немного ниже, чем для платины.
Температуры использования для всех этих материалов приведены в таблице 1.
Провода, соединяющие чувствительный элемент с приборами считывания или управления, обычно изготавливаются из таких материалов, как никель, никелевые сплавы, луженая медь, посеребренная медь или никелированная медь. Используемая изоляция проводов также напрямую влияет на температуру, которой может подвергаться RTD. Таблица 2 содержит наиболее часто используемые провода и изоляционные материалы, а также их максимальные рабочие температуры.
| Таблица 2: Пределы температуры соединительного провода | |
|---|---|
| Провода / изоляционные материалы | Максимальная рабочая температура |
| Луженая медь/ПВХ-изоляция | 221°F |
| Посеребренная медь/FEP Тефлоновая изоляция | 400°F |
| Посеребренная медь/ТФЭ Тефлоновая изоляция | 500°F |
| Никелированная медь/ТФЭ Тефлоновая изоляция | 500°F |
| Никелированная медь/изоляция из стекловолокна | 900°F |
| Сплошная никелевая проволока | 1200°F |
Установка чувствительного элемента в процесс также требует использования материалов.
Наиболее распространенная схема заключается в том, чтобы поместить резистор и присоединенные провода в металлическую трубку с закрытым концом, заполнить трубку вибропоглощающим и/или теплопередающим материалом, таким как керамический порошок, и загерметизировать открытый конец трубки эпоксидной смолой или керамический цемент. Металлические трубки, наиболее часто используемые в термометрах сопротивления, изготовлены из нержавеющей стали (используются примерно до 900°F) или Inconel (приблизительно до 1200°F). Используемые материалы для гашения вибрации/теплообмена широко варьируются в зависимости от диапазона температур. Эти материалы выбираются производителем для обеспечения оптимальных характеристик в зависимости от максимальной температуры, ожидаемой при использовании. Эпоксидные герметики обычно никогда не используются при температуре выше 400–500°F. Керамические цементы могут подвергаться воздействию температур 2000°F и выше, но требуют использования герметиков для предотвращения попадания влаги в цемент и вибропоглощающий/теплообменный материал под ним.
Материал платинового RTD с самой низкой термостойкостью обычно представляет собой провод и изоляцию, используемые для соединения чувствительного элемента с приборами. Производители обычно предлагают две конструкции: низкотемпературную и высокотемпературную. В низкотемпературных конструкциях используется никелированная или посеребренная медная проволока с тефлоновой изоляцией вместе с эпоксидным уплотнением. Эта конструкция обычно ограничивается температурой от 400 до 500°F.
В высокотемпературных конструкциях обычно используется никелированная медная проволока с изоляцией из стекловолокна и керамический клей с максимальной температурой 9от 00°F до 1200°F. Некоторые производители также предлагают линейку RTD, в которых используется провод из никеля или никелевого сплава с керамической изоляцией для использования при температурах до 1200°F.
Термопары:
Материалы для термопар доступны типов E, J, K, N, T, R, S и B. Эти типы термопар можно разделить на две категории: термопары из неблагородных и благородных металлов.
Термопары типов E, J, K, N и T известны как термопары из неблагородных металлов, поскольку они изготовлены из обычных материалов, таких как медь, никель, алюминий, железо, хром и кремний. Каждый тип термопары имеет предпочтительные условия использования, например, использование неизолированных термопар типа J (железо/константан) обычно ограничено максимальной температурой 1000°F и не рекомендуется для использования в окислительной или сернистой атмосфере из-за ухудшения свойств железа. проводник. Неизолированные термопары типа T (медь/константан) не используются при температуре выше 700°F из-за износа медного проводника. Температурные диапазоны для этих типов термопар указаны в таблице 3, а дополнительная информация по применению приведена в таблице 4.
Термопары типов R, S и B известны как термопары из благородных металлов, поскольку они сделаны из платины и родия. Эти термопары используются в приложениях, которые превосходят возможности термопар из недрагоценных металлов.
Термопары типа R и S рассчитаны на использование при температуре от 1000°F до 2700°F, а тип B рассчитан на использование при температуре от 1000°F до 3100°F. Если ожидается длительное воздействие температур выше 2500°F, целесообразно использовать термопары типа B для увеличения срока службы термопар. В термопарах типа R&S может наблюдаться значительный рост зерен, если их держать вблизи верхнего предела использования в течение длительных периодов времени.
Поскольку термопары не имеют чувствительных элементов, они не содержат многих материалов, ограничивающих температуру, которые есть в RTD. Термопары обычно изготавливаются с использованием неизолированных проводников, которые затем изолируются прессованным керамическим порошком или формованными керамическими изоляторами. Эта конструкция позволяет использовать термопары при гораздо более высоких температурах, чем RTD.
Допуск, точность и взаимозаменяемость:
Допуск и точность являются наиболее неправильно понимаемыми терминами в области измерения температуры.
Термин «допуск» относится к конкретному требованию, которое обычно составляет плюс или минус некоторую величину. С другой стороны, точность относится к бесконечному числу допусков в заданном диапазоне.
Например, термометры сопротивления содержат чувствительный элемент, который изготавливается таким образом, чтобы иметь определенное электрическое сопротивление при определенной температуре. Наиболее распространенным примером этого требования является то, что известно как стандарт DIN. Чтобы соответствовать требованиям стандарта DIN, RTD должен иметь сопротивление 100 Ом – 0,12 % (или 0,12 Ом) при 32 °F (0 °C), чтобы считаться датчиком класса B (датчик класса A имеет сопротивление 100 Ом). – 0,06%). Допустимое отклонение –0,12 Ом относится только к сопротивлению при 32°F и не может применяться к любой другой температуре. Многие поставщики предоставят таблицу взаимозаменяемости для
| Таблица 3: Типы термопар, температурные диапазоны, пределы погрешности | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Стандартный | Специальный | ||||
| Тип | Материалы | Диапазон температур | Пределы ошибки | Диапазон температур | Пределы ошибки |
| Дж | Железо/Константан | 32 – 559F (0 – 293C) | 4Ф (2. 2С) | 32–527F (0–275°C) | 2Ф (1.1С) |
| 550 до 1400F (от 293 до 760C) | 0,75% | 527 до 1400F (от 275 до 760C) | 0,40% | ||
| К | Хромель/Алюмель | от -328 до -166F (от -200 до -110C) | 2% | ||
| -166 до 32F (-110 до 0C) | 4Ф (2.2С) | ||||
| 32 до 559F (0 до 293C) | 4Ф (2.2С) | 32–527F (0–275°C) | 2Ф (1.1С) | ||
| 559 до 2282F (от 293 до 1250C) | 0,75% | 527 до 2282F (от 275 до 1250C) | 0,40% | ||
| Т | Медь/Константан | -328 до -89F (-200 до -67C) | 1,50% | ||
| от -89 до 32F (от -67 до 0C) | 1. 8F (1С) | ||||
| 32 – 271F (0 – 133C) | 1.8F (1С) | 32–257°F (0–125°C) | 0,9F (0,05C) | ||
| 271 до 662F (от 133 до 350C) | 0,75% | 257–662F (125–350°C) | 0,40% | ||
| Е | Хромель/Константан | -328 до -89F (-200 до -67C) | 1% | ||
| -274 до 32F (-170 до 0C) | 3.1F (1.7C) | ||||
| 32 До 644F (0 до 340C) | 3.1F (1.7C) | 32–482°F (0–250°C) | 1.8F (1С) | ||
| 644 до 1652F (от 340 до 900C) | 0,50% | 482 до 1652F (от 250 до 900C) | 0,40% | ||
| Н | Никросил/Нисил | 32 – 559F (0 – 293C) | 4Ф (2. 2С) | ||
| 559 до 2300F (от 293 до 1260C) | 0,75% | ||||
| Р | Платина/платина-13% родий | от 32 до 1112F (от 0 до 600C) | 2,7F (1,5C) | от 32 до 1112F (от 0 до 600C) | 1,1F (0,6C) |
| 1112F – 2642F (600 – 1450°C) | 0,25% | от 112F до 2642F (от 600 до 1450°C) | 0,10% | ||
| С | Платина/платина-10% родий | от 32 до 1112F (от 0 до 600C) | 2,7F (1,5C) | от 32 до 1112F (от 0 до 600C) | 1,1F (0,6C) |
| 1112F – 2642F (600 – 1450°C) | 0,25% | от 112F до 2642F (от 600 до 1450°C) | 0,10% | ||
| Б | Платина/платина-30% родий | 1472–3092F (800–1700°C) | 0,50% | 1472–3092F (800–1700°C) | |
Таблица 4: Информация по применению термопары
| Тип | Информация о приложении |
| Е | Рекомендуется для постоянно окисляющихся или инертных атмосфер. Минусовые пределы погрешности не установлены. Самый высокий термоэлектрический выход из распространенных типов термопар. |
| Дж | Подходит для вакуума, восстановительной или инертной атмосферы, окислительной атмосферы с ограниченным сроком службы. Железо быстро окисляется при температуре выше 1000 ° F (538 ° C), поэтому для высоких температур рекомендуется использовать только толстую проволоку. Неизолированные элементы не должны подвергаться воздействию сернистой атмосферы при температуре выше 1000°F (538°C). |
| К | Рекомендуется для постоянной окислительной или нейтральной атмосферы. В основном используется при температуре выше 1000°F (538°C). Может выйти из строя при воздействии серы. Преимущественное окисление хрома в положительной ветви при определенных низких концентрациях кислорода вызывает «зеленую гниль» и большие отрицательные калибровочные дрейфы, наиболее серьезные в диапазоне 1500–1919 гг. Диапазон 00°F (816 1038°C). Этого можно избежать с помощью вентиляции или инертного уплотнения защитной трубки. |
| Н | Может использоваться в тех случаях, когда элементы типа K имеют более короткий срок службы и проблемы со стабильностью из-за окисления и развития «зеленой гнили». |
| Т | Может использоваться в окислительной, восстановительной или инертной атмосфере, а также в вакууме. Не подвержен коррозии во влажной атмосфере. Пределы погрешности опубликованы для диапазонов отрицательных температур. |
| Р и С | Рекомендуется для высоких температур. Должен быть защищен неметаллической защитной трубкой и керамическими изоляторами. Продолжительное использование высоких температур вызывает рост зерна, что может привести к механическому повреждению. Отрицательный дрейф калибровки, вызванный диффузией родия в чистую ветвь платины, а также улетучиванием родия. Тип R используется в промышленности, тип S — в лаборатории. |
| Б | То же, что и R&S, но с меньшим выходом. Кроме того, имеет более высокую максимальную температуру и менее подвержен росту зерен. |
Термометры сопротивления, которые предоставляют пользователю таблицу допусков при определенных температурах (см. Таблицу 5):
| Таблица 5: Таблица типовой взаимозаменяемости термометров сопротивления | ||
|---|---|---|
| Температура | Допуск при температуре | |
| Температура | Сопротивление | |
| -200°C | –1,3°С | –0,56 Ом |
| -100°С | – 0,8°С | – 0,32 Ом |
| 0°С | – 0,3°С | – 0,12 Ом |
| 100°С | – 0,8°С | – 0,30 Ом |
| 200°С | – 1,3°С | – 0,48 Ом |
| 300°С | – 1,8°С | – 0,64 Ом |
| 400°С | – 2,3°С | – 0,79 Ом |
| 500°С | – 2,8°С | – 0,93 Ом |
| 600°С | – 3,3°С | – 1,06 Ом |
Термопары, с другой стороны, имеют другие спецификации, чем термометры сопротивления, поскольку они производятся по-другому.
В отличие от чувствительного элемента в RTD, потенциал милливольт, генерируемый в термопаре, зависит от состава материала и металлургической структуры проводников. Следовательно, термопарам не присваивается значение при определенной температуре, а задаются пределы погрешности, которые охватывают весь диапазон температур.
Эти пределы, установленные для термопар, известны как стандартные или специальные пределы погрешности. Таблица 3 содержит стандартные и специальные пределы погрешности для каждого стандартного типа термопары. Следует отметить, что пределы значений погрешности, указанные в таблице 3, относятся к новым термопарам до их использования. Как только термопары подвергаются воздействию технологических условий, изменения в проводниках термопары могут привести к увеличению погрешностей. Пользователям рекомендуется периодически проводить тесты для определения состояния термопар, используемых в приложениях с высокой надежностью или близкой точностью.
Сильные и слабые стороны
Каждый тип датчика температуры имеет свои сильные и слабые стороны.
RTD Сильные стороны:
RTD обычно используются в приложениях, где важны воспроизводимость и точность. Правильно сконструированные платиновые термометры сопротивления имеют очень воспроизводимые зависимости сопротивления от температуры во времени. Если процесс будет проходить при определенной температуре, удельное сопротивление RTD при этой температуре можно определить в лаборатории, и оно не будет значительно меняться с течением времени. RTD также обеспечивают более легкую взаимозаменяемость, поскольку их первоначальная вариация намного ниже, чем у термопар. Например, термопара типа К, используемая при температуре 400°F, имеет стандартный предел погрешности – 4°F. Взаимозаменяемость 100-омного DIN, класса B платинового RTD составляет –2,2°F при той же температуре. RTD также можно использовать со стандартным измерительным кабелем для подключения к оборудованию отображения или управления, где термопары должны иметь соответствующий провод термопары для получения точных измерений.
RTD Слабые стороны:
В той же конфигурации вы можете ожидать, что вы заплатите от 4 до 10 раз больше за RTD, чем за термопару из недрагоценного металла. RTD дороже, чем термопары, потому что для изготовления RTD требуется больше конструкции, включая изготовление чувствительного элемента, подключение удлинительных проводов и сборку датчика. Термометры сопротивления не так хорошо работают в условиях высокой вибрации и механических ударов, как термопары, из-за конструкции чувствительного элемента. Термометры сопротивления также ограничены по температуре приблизительно до 1200°F, тогда как термопары могут использоваться до 3100°F
Прочность термопары:
Термопары могут использоваться при температурах до 3100°F, как правило, стоят меньше, чем термометры сопротивления, и их можно сделать меньшего размера (приблизительно до 0,020 дюйма в диаметре), чтобы обеспечить более быструю реакцию на температуру. Термопары также более долговечны, чем RTD, и поэтому могут использоваться в условиях сильной вибрации и ударов.
Слабые стороны термопары:
Термопары менее стабильны, чем RTD, при воздействии умеренных или высоких температур. В критических приложениях термопары должны быть удалены и протестированы в контролируемых условиях, чтобы проверить работу. Удлинительный провод термопары должен использоваться при подключении датчиков термопары к прибору термопары или контрольному оборудованию. Использование измерительного провода (покрытая медью) приведет к ошибкам при изменении температуры окружающей среды.
Резюме:
Как термопары, так и RTD являются полезными инструментами для определения температуры процесса. Термометры сопротивления обеспечивают более высокую точность, чем термопары, в своем температурном диапазоне, поскольку платина является более стабильным материалом, чем большинство материалов для термопар. RTD также используют стандартный измерительный провод для подключения к контрольно-измерительному оборудованию.
Термопары, как правило, дешевле, чем RTD, они более долговечны в условиях сильной вибрации или механических ударов и могут использоваться при более высоких температурах.