Датчик ntc

Аббревиатура NTC расшифровывается как Negative Temperature Coefficient, что в переводе на русский язык означает отрицательный температурный коэффициент. При повышении температуры датчика его сопротивление уменьшается, а при понижении температуры сопротивление возрастает.

Датчик температуры также может называться термистором, терморезистором, термическим резистором, термометром сопротивления.

Вынесенный датчик измерения температуры

Как правило, датчик температуры NTC является полупроводниковым. Это связано с тем, что для полупроводников без примесей температурный коэффициент сопротивления отрицателен.

Датчики температуры для терморегуляторов, представленных в нашем магазине, предназначены для контроля температуры окружающей среды (кабельная стяжка, поверхность нагревательных элементов и т.п.). При монтаже пленочного теплого пола, выносной датчик температуры закладывается в гофротрубу диаметром 16 мм непосредственно под одной из греющих полос ИК пленки в месте наименьшей теплоотдачи (например, под ковриком или мебелью на низких ножках).

Датчики не являются электронными приборами, поскольку не содержат систем предварительной обработки сигнала. В основе работы температурных датчиков NTC лежит нелинейная зависимость сопротивления терморезистора датчика от температуры среды, в которую он помещен. В соответствии с этим меняется напряжение на входе компаратора терморегулятора. Настройка компаратора соответствует температурной характеристике комплектного датчика.

Соотношение температуры и сопротивления датчика пола на 10 кОм:

Температура, °С Сопротивление, Ом
5 22070
10 17960
20 12091
30 8312
40 5827

Достаточно большая крутизна характеристики датчиков и достаточно малые отклонения реальной характеристики отдельного датчика от номинальной обеспечивают приемлемую чувствительность и позволяют выбрать небольшой гистерезис при поддержании заданной температуры.

Остались вопросы?

Вы можете получить бесплатную консультацию по пленочным теплым полам, помощь в расчете необходимых комплектующих и выборе терморегулятора по телефону +7 (499) 390-67-74 или по электронной почте info@heating-film.ru.

Задачей датчика перегрева газового котла является контроль за степенью нагрева теплоносителя. Его также называют температурным. Датчики фиксируют и передают информацию на термический регулятор – это позволяет регулировать процесс горения.

Виды температурных датчиков

Существуют различные виды температурных датчиков:

  • сенсоры, отвечающие за контроль нагрева теплоносителя в контурах;
  • устройства, фиксирующие температуру воздуха.

По местоположению различают датчики:

  • погружные;
  • комнатные;
  • накладные;
  • наружные.

По способу передачи сигнала сенсоры подразделяются на:

  • беспроводные;
  • проводные.

Беспроводные датчики хороши тем, что между ними и газовым котлом ненужно протягивать провода и искать, куда бы их спрятать. Обычно сигнал передается посредством двух блоков: первый находится в комнате и фиксирует температуру воздуха, а второй расположен на газовом агрегате и получает переданную информацию. Второй блок как раз и передает сигнал на плату управления отопительного прибора.

Проводные сенсоры посылают информацию с помощью провода. Однако у пользователя в этом случае возникает вопрос, куда спрятать проводку.

Погружные сенсоры расположены внутри теплообменника или на трубопроводе так, чтобы теплоноситель омывал их. В качестве чувствительных элементов здесь используются преобразователи термоэлектрического типа – термопары, которые отрегулированы считывать температуру в определенном диапазоне. Эти датчики фиксируют показатели и передают данные на электронную плату агрегата. Если теплоноситель нагрелся выше заданного показателя, из блока управления поступает сигнал об отключении газовой горелки.

Комнатный термодатчик необходим для фиксации температуры внутри помещения, в котором он установлен. Если возникают какие-нибудь отклонения от заданного показателя, то агрегат в автоматическом режиме увеличивает или уменьшает мощность нагрева.

Наружные температурные сенсоры устанавливают на улице. Они фиксируют температуру воздуха и передают на блок управления. Если погода меняется в сторону похолодания или потепления, автоматика запускает соответствующий режим нагрева теплоносителя.

Узнайте , как работает датчик тяги газового котла?

Регуляторы и датчики тяги бытовых газовых котлов

Управление газовым котлом – работа схемы и стыковка со смартфоном

Датчик перегрева

Принцип работы датчика перегрева газового котла заключается в защите устройства от превышения установленного производителем температурного значения. Обычно оно находится в пределах диапазона 82-90°C. Если температура становится выше граничного показателя, горелка котла отключается.

Датчик перегрева выглядит как пластина из биметаллов или как терморезистор.

Он срабатывает даже в том случае, когда причиной чрезмерного перегрева является засорение теплообменника. В этом случае агрегат включать нельзя, сначала нужно тщательно очистить контур от всех загрязнений.

Работа датчика давления

От перегрева газовый котел также помогает уберечь прессостат или датчик давления. Он срабатывает, когда показатель давления резко меняется или значительно уменьшается поток воды. Чтобы предотвратить резкие перепады давления в газовом агрегате, необходим такой датчик, который отключал бы его в нужный момент.

Прессостат представляет собой электрический датчик или реле. Он отличается наличием двух электроцепей-корректировщиков. Именно они и определяют два режима сенсора.

Первый режим подразумевает работу при нормальном давлении. В этом случае мембрана остается в нормальном положении – это позволяет сомкнуть первую часть контактов и ток свободно проходит через эту цепь.

Второй режим включается, когда происходит нарушение в системе. Тогда внутри датчика смещается термостатическая мембрана. В первой цепи сенсора происходит разъединение из-за мембраны, а во второй выполняется автоматическое замыкание. В результате чего газовый агрегат прекращает работу. В автоматических системах активируется оповещение пользователя об аварийном отключении через СМС, термостат или ЖК-дисплей.

Что такое температурный зонд или датчик?

Наиболее часто используемые типы датчиков — это датчики температуры или тепла. Эти типы датчиков температуры варьируются от простых термостатических устройств ВКЛ / ВЫКЛ, которые управляют системой нагрева воды для бытового потребления, до высокочувствительных полупроводниковых типов, которые могут управлять сложными печными установками для управления технологическим процессом.

Датчики температуры измеряют количество тепловой энергии, генерируемой объектом или системой, позволяя нам ощущать или измерять любое физическое изменение этой температуры, создавая аналоговый или цифровой выходной сигнал.

Доступно множество типов датчиков температуры, и все они имеют разные характеристики в зависимости от их фактического применения. Температурные зонды различаются по способу измерения:

Контактные датчики температуры

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

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.

Биметаллические термостаты

Когда температура низкая, контакты замыкаются, и ток проходит через термостат. При высокой температуре один металл расширяется больше, чем другой, и связанная биметаллическая полоса изгибается вверх, чтобы размыкать контакты, предотвращая протекание тока. Термостат изготовлен из двух термически разных металлов, соединенных спиной к спине. .

Существует два основных типа биметаллических лент, основанных главным образом на их движении при изменении температуры. Существуют типы «мгновенного действия», которые производят мгновенное действие типа «ВКЛ / ВЫКЛ» или «ВЫКЛ / ВКЛ» на электрические контакты при заданной температуре, и более медленные типы «медленного действия», которые меняются. постепенно размещать по мере изменения температуры.

Термостаты мгновенного действия обычно используются в наших домах для контроля заданной температуры духовок, утюгов, резервуаров с горячей водой.

Они также могут быть установлены на стенах для управления системой отопления дома.

Термостаты медленного действия обычно состоят из биметаллической катушки или спирали

Хотя они очень экономичны и доступны в широком диапазоне температур, стандартные термостаты мгновенного действия имеют существенный недостаток: они имеют большой гистерезис между размыканием и замыканием электрических контактов.

Поэтому диапазон колебаний температуры может быть довольно большим. Коммерческие биметаллические бытовые термостаты имеют винты регулировки температуры, которые позволяют более точно установить желаемую уставку температуры и уровень гистерезиса.

Миниатюрный

Стандарт

Луковица волос

кабель

Термисторы

Термистор — это еще один тип датчика температуры, название которого состоит из слов THERM (термочувствительный) ISTANCE. Термистор — это особый тип сопротивления, которое меняет свое физическое сопротивление при изменении температуры.


Термисторы обычно изготавливаются из керамических материалов, таких как оксиды никеля, марганца или кобальта, покрытые стеклом, что делает их легко повреждаемыми. Их главное преимущество перед типами мгновенного действия — скорость реакции на изменения температуры, точность, повторяемость и стоимость.

Большинство типов термисторов имеют коэффициент de отрицательная температура ou (КТС) это означает, что их значение сопротивления уменьшается при повышении температуры, и некоторые, конечно, имеют положительный температурный коэффициент (PTC) , потому что их значение сопротивления увеличивается с ростом температуры.

Термисторы изготовлены из полупроводникового материала керамического типа с использованием технологии оксидов металлов, таких как марганец, кобальт, никель и т. Д. Полупроводниковый материал обычно формируют из маленьких спрессованных дисков или маленьких герметично закрытых шариков, чтобы относительно быстро реагировать на колебания температуры.

Измерительные термисторы

Эти термисторы определяются значением сопротивления при комнатной температуре (обычно 25 o C), их постоянная времени (время реакции на изменение температуры) и их номинальная мощность по отношению к току, протекающему через них. Как и резисторы, термисторы доступны со значениями сопротивления при комнатной температуре от 100 кОм до нескольких Ом.

Термисторы — это пассивные резистивные устройства, что означает, что мы должны пропускать через них ток, чтобы получить измеряемое выходное напряжение. Затем термисторы обычно подключаются последовательно с соответствующим резистором смещения, чтобы сформировать сеть делителя потенциала, и выбор сопротивления дает выходное напряжение при заданной точке или значении температуры, например:

Следующий термистор имеет следующие характеристики от 10 кОм до 25oC и значение сопротивления от 100 Ом до 100 o С помощью этих значений можно рассчитать падение напряжения на термисторе и, следовательно, его выходное напряжение (Vout) для обеих температур, когда он подключен последовательно с резистором мощностью 1 кВт через источник питания 12 В.

Изменяя значение фиксированного сопротивления R2 (в нашем примере 1 кОм) на потенциометре, можно получить выходное напряжение при заданной температуре. Например, выход 5 В при 60 ° C может быть получен путем изменения потенциометра.

Однако следует отметить, что термисторы являются нелинейными устройствами, и их стандартные значения сопротивления при комнатной температуре различаются между разными термисторами, что в основном связано с полупроводниковыми материалами, из которых они сделаны. Термисторы сильно изменяются в зависимости от температуры и, следовательно, имеют температурную постоянную бета (β), которую можно использовать для расчета их сопротивления для любой температурной точки.

Термисторы обнаружения

Эти термисторы определяются их температурой «срабатывания», сопротивление PTC 100 ° C упадет с 100 Ом при температуре менее 95 ° C до более 4000 Ом при 100 ° C. Эти датчики используются только для обнаружения превышения порогового значения температуры, их нельзя использовать для измерения температуры. В отличие от линейных термисторов, нелинейные термисторы имеют стандартное сопротивление, а их температура срабатывания определяется стандартизованным цветом проводников, их можно подключать последовательно, чтобы контролировать несколько горячих точек с помощью одного датчика. В отличие от биметалла или термостата, термисторы PTC не содержат исполнительного механизма, поэтому эти датчики должны быть связаны с реле, которое будет обнаруживать внезапные изменения сопротивления.

Термометры сопротивления (RTD)

Другой тип датчика температуры — это резистивный датчик температуры или RTD. RTD — это прецизионные датчики температуры, изготовленные из проводящих металлов высокой чистоты, таких как платина, медь или никель, намотанные в катушку или тонкую пленку. В отличие от термисторов, электрическое сопротивление RTD изменяется пропорционально изменению температуры. Эти устройства имеют тонкую пленку платины, нанесенную на белую керамическую подложку.

Резистивные температурные датчики имеют положительные температурные коэффициенты (PTC), но, в отличие от термистора, их выходной сигнал является чрезвычайно линейным, обеспечивая очень точные измерения температуры.

Однако их тепловая чувствительность очень низкая, то есть изменение температуры приводит к очень небольшому изменению выходной мощности, например 0,385 Ом /. o C.

Наиболее распространенные типы RTD изготавливаются из платины и называются платиновыми термометрами сопротивления или PRT, чаще всего это зонд Pt100, который имеет стандартное значение сопротивления от 100 Ом до 0. o C. Одним из основных недостатков данного типа устройства является его стоимость.

Как и термисторы, RTD являются пассивными резистивными устройствами, и, пропуская постоянный ток через датчик температуры, можно получить выходное напряжение, которое линейно увеличивается с температурой. Типичный RTD имеет сопротивление у основания около 100 Ом при 0 ° C, которая увеличивается примерно до 138.50 Ом при 100 ° С в диапазоне рабочих температур от -200 до 600 °C.

Поскольку RTD является резистивным устройством, через зонд необходимо пропустить ток и измерить результирующее напряжение. Любое изменение сопротивления из-за собственного сопротивления резистивных проводов при прохождении через них тока I 2 R (закон Ома) вызывает ошибку чтения. Чтобы этого избежать, RTD обычно подключается 3 или 4 проводами, чтобы определить сопротивление кабелей.

2 сына: Базовое соединение при коротком проводе. Нет компенсационного провода.

Пряжа 3 : Наиболее распространенный из трех соединительных проводов, прибор измеряет сопротивление провода B и выводит его из его измерения.

Пряжа 4 : 4-проводное соединение — наиболее точное измерение. Прибор измеряет сопротивление четырех проводов и рассчитывает его по результатам измерения.

Двойной Pt100 : Двойное 3-проводное соединение RTD с двумя разными чувствительными элементами.

Термопары

Термопара является наиболее широко используемым из всех типов датчиков температуры. Термопары популярны благодаря своей простоте, удобству использования и быстрой реакции на изменения температуры, в основном из-за своего небольшого размера. Зонды термопары также имеют самый широкий температурный диапазон любого датчика температуры от -200 ° C до более 2000 ° C.

Термопары — это термоэлектрические зонды, состоящие, по существу, из двух соединений разных металлов, таких как никель, хром и никель, алюминий, сваренных или обжатых вместе. Один из спаев поддерживается при постоянной температуре, называемой эталонным (холодным) спаем, а другой — измерительным (горячим) спаем. Когда два перехода имеют разную температуру, на переходе возникает напряжение, как показано ниже.

Принцип работы термопары очень прост и принципиален. Когда два разных металла, такие как медь и константан, соединяются вместе, возникает «термоэлектрический» эффект, который приводит к постоянной разнице потенциалов между ними всего в несколько милливольт (мВ). Разница напряжений между двумя переходами называется «эффектом Зеебека», потому что вдоль проводящих проводов создается градиент температуры, создающий электродвижущую силу. Таким образом, изменение выходного напряжения термопары является функцией изменения температуры.

Если два перехода имеют одинаковую температуру, разность потенциалов на обоих переходах равна нулю, то есть ни одно выходное напряжение не равно V 1 V = 2 . Однако, когда переходы соединены внутри цепи, и оба они имеют разные температуры, будет обнаружена разница напряжений по сравнению с разницей температур между двумя переходами, V 1 — V 2 . Эта разница напряжений будет увеличиваться с температурой до тех пор, пока не будет достигнут пиковый уровень напряжения на переходах. Это определяется характеристиками двух используемых металлов.

Термопары могут быть изготовлены из различных материалов, что позволяет измерять экстремальные температуры от -200°C до более 2000°C. При таком большом выборе материалов и диапазонов температур были разработаны международно признанные стандарты с цветовыми кодами термопар, чтобы позволить пользователю выбрать подходящий датчик термопары для конкретного применения.

Цифровые зонды

Что касается цифровых зондов, мы разработаем наиболее распространенный тип операций. Цифровой зонд DS18B20.

Однопроводный цифровой датчик требует единой линии данных (и GND) для связи. Он может получать питание от внешнего источника питания или от линии передачи данных (так называемый «паразитный режим»), что устраняет необходимость во внешнем источнике питания. Каждый датчик температуры имеет уникальный 64-битный серийный код. Это позволяет подключить несколько датчиков к одному кабелю данных. Таким образом, вы можете получить температуру нескольких датчиков, используя один цифровой контакт.

Цифровой термометр обеспечивает измерение температуры в градусах Цельсия от 9 до 12 бит и имеет программируемую пользователем функцию тревоги.

DS18B20 осуществляет связь по 1-проводной шине, которая по определению требует только одну линию данных (и заземление) для связи.

Таким образом, очень просто использовать микропроцессор для управления многими DS18B20, распределенными по большой площади. Приложения, которые могут извлечь выгоду из этой функциональности, включают средства контроля окружающей среды HVAC, системы контроля температуры внутри зданий, оборудования или механизмов, а также системы контроля и управления процессом.

Многие системы Умный дом используют в своем составе различные датчики температуры. Применение данного оборудования необходимо во всех случаях, когда рабочие параметры системы тем или иным образом зависят от температурных факторов. Важно, чтобы тип и характеристики устройств соответствовали требованиям.

Основные виды

На сегодняшний день выпускаются следующие виды температурных датчиков:

  • Термисторы. По сути, данный тип датчиков – это термометры сопротивления, изготовленные на основе смешанных оксидов переходных металлов. Термисторы делятся на два основных типа – PTC (с положительным коэффициентом) и NTC(с отрицательным коэффициентом температурного сопротивления). Наиболее распространены температурные датчики NTC. Термисторы РТС применяются исключительно в узких диапазонах температур (всего несколько градусов), поэтому, их использование чаще ограничивается системами контроля и сигнализации. В целом, термометры очень чувствительны к измеряемой температуре, но, к сожалению, этого нельзя сказать о линейности выходного сигнала.
  • Термопары. Данное оборудование является идеальным решением для измерения температуры в максимально широком диапазоне (до +2300°С). Оно отличается высокой точностью и вопроизводимостью. Но, важно отметить: термопары нуждаются в установке схем усиления сигнала, что необходимо для его последующей обработки.
  • Терморезистивные датчики. Принцип работы терморезистивных датчиков температуры (RTDs — Resistance Temperature Devices) основан на пропускании через них электрического тока.
  • Полупроводниковые датчики. Современные полупроводниковые датчики выполняют свои функции в широком диапазоне температур. Они имеют высокую точность. Устройства оснащены встроенной схемой усиления сигнала, что позволяет настраивать оборудование на требуемую температурную зависимость.

Согласно характеристикам и области применения, выделяют датчики температуры воздуха, жидкости и т.д. Кроме этого, датчик температуры воздуха может быть наружным (уличным) или внутренним (комнатным, устанавливаемым в помещениях).

Различают датчики температуры и по материалу исполнения чувствительного элемента, а также, типу корпусирования:

  • датчики с платиновым чувствительным элементом;
  • корпусированные датчики;
  • датчики с полупроводниковым чувствительным элементом.

Основные производители температурных датчиков для систем автоматизации умный дом – Siemens SBT, REGIN, S+S REGELTECHNIK, HONEYWELL и другие.

Характеристики

Датчики температуры наружного воздуха, жидкости (воды), комнатные устройства и т.д. имеют единый перечень наиболее важных характеристик. Планируя купить датчик температуры, следует обратить внимание на следующие параметры:

  • точность показателей (возможная/допускаемая погрешность);
  • диапазон измеряемых температур;
  • ориентировочный (гарантий) срок службы;
  • стандартизация характеристик (возможность взаимозаменяемости датчиков);
  • стойкость к температурным перегрузкам;
  • линейность выходных характеристик;
  • время отклика.

Будь то датчик наружной температуры воздуха или устройство, измеряющее параметры жидкости, данные характеристики должны обязательно учитываться при выборе и установке оборудования. В некоторых случаях можно предпочесть минимальное время отклика, в других – первостепенную роль играет широкий диапазон температур.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *