Правильний вибір датчика температури ruaut - центр промислової автоматизації

Правильний вибір датчика температури ruaut - центр промислової автоматизації

Для того, щоб зробити правильний вибір датчика температури, потрібно чітко визначитися, для яких саме вимірювань він буде призначений, а також наскільки достовірним буде отриманий результат вимірювання. Як правило, в основному, тобто досить часто, для того, щоб провести вимірювання температури, використовуються такі типи датчиків, як перелічені нижче:

  • цифрові напівпровідникові датчики;
  • термістори;
  • термоперетворювачі опору;
  • термопари.

Нижче буде докладніше розказано про переваги і недоліки температурних датчиків кожного типу.

Напівпровідникові датчики температури

Останнім часом цифрові напівпровідникові датчики температури досить активно почали своє просування на сучасному промисловому ринку. Світові лідери в галузі мікроелектроніки виробляють чутливі елементи для цього типу датчиків. Ці чутливі елементи являють собою інтегральну мікросхему, яка містить в собі сам чутливий елемент, а також перетворювач, який необхідний для надання сигналу в цифровому вигляді.

Основними перевагами даного типу датчиків є:

  • досить зручна схема підключення. При підключенні не потрібно прокладати індивідуальну кабельну лінію безпосередньо до датчика, тому що датчики можна підключити на одну загальну лінію;
  • наявність цифрового сигналу, завдяки чому з'являється можливість відмовитися від використання різноманітних перетворювачів для побудови вимірювального ланцюга;
  • вигода в економічному плані. Даний тип датчиків має цілком невисокою ціною.

До недоліків же даного типу датчиків можна віднести:

  • дані датчики мають вкрай слабкою завадостійкістю. Датчики можуть значно спотворювати результати вимірювання в тому випадку, якщо недалеко працюють електродвигуни або проходить силова лінія;
  • дані датчики мають невисоку точність, а саме всього-на-всього 0,5 ° С;
  • дані датчики мають обмежений робочий інтервал, а саме до 125 ° С. Тому їх неможливо використовувати в тих теплообмінних установках, в яких температура теплоносія може підніматися до 130-150 ° С.

Принцип роботи термисторов полягає в зміні опору провідника в залежності від температури його нагріву. Чутливі елементи, які застосовуються в термисторах, виконані на основі різноманітних оксидів металів.

До переваг таких датчиків температури, як термістори, можна віднести:

  • високу чутливість;
  • компактний розмір;
  • досить невисоку ціну.

До головних же недоліків відносяться:

  • нелінійність характеристики;
  • слабка стійкість перед перешкодами;
  • відсутність взаємозамінності.

На останньому пункті потрібно окремо зупинитися. Такий показник, як взаємозамінність, особливо важливий в тих ситуаціях, коли датчики використовують для температурних вимірювань готового продукту, компосту або грунту. Тобто в роботах, яка виконується, як правило, низькокваліфікованим персоналом, де температурні датчики дуже часто тиснуть навантажувачі або ламають через необережність. Грубо кажучи, в реальних умовах роботи ці датчики можна розглядати як витратні матеріали. У таких процесах застосування датчиків температури термісторного типу не рекомендується, тому що будь-який виробник термисторов виготовляє термістори з суто індивідуальною характеристикою, тому в ситуації поломки даного датчика потрібно звертатися саме до оригінальному виробникові цього датчика.

Таким же принципам роботи, як і у термісторів, володіє і наступний тип датчиків температури - термоперетворювачі опору. Їх принцип роботи також заснований на зміні опору відповідно до зміни температури. Але термоперетворювачі опору відрізняються від термісторів більш високою точністю, а саме до 0,1 ° С. Також серед їхніх достоїнств можна назвати:

  • стабільність показань;
  • близькість характеристики до лінійної залежності;
  • взаємозамінність.

Термопари на сьогоднішній день можна назвати самими високотемпературними датчиками контактного типу. Принцип роботи термопар грунтується на термоелектричному ефекті. Цей ефект в 1812 р відкрив фізик - німець Томас Зеєбека. Термо-ЕРС, або електрорушійна сила, виникає між кінцями двох різнорідних провідників, якщо вони з'єднані між собою і якщо місця з'єднання підтримують при різних температурах. Саме такі сполуки і носять назву "термопари". Різниця температур між спаями і матеріал провідників впливають на величину термо-ЕРС, яка виникає між провідниками. У невеликому інтервалі температур термо-ЕРС є пропорційною температурної різниці.

Основний плюс термопар - це досить великий діапазон температур вимірювання, який варіюється від -200 ° С до 2500 ° С. Крім цього слід зазначити міцність і простоту конструкції, а також і низьку вартість. До головних недоліків термопар можна віднести:

  • точність вимірювання від 1 ° С;
  • нелінійну залежність від температури на виході термопари;
  • необхідність компенсувати температуру холодного спаю.

Останній недолік в сучасних приладах усувається за допомогою введення автоматичного налаштування до виміряної термо-ЕРС.