Sensor suhu untuk pemanasan: tujuan, jenis, arahan pemasangan

Apabila mengendalikan peranti pemanasan, adalah perlu untuk mengawal tahap pemanasan penyejuk, serta udara di dalam bilik.Penderia suhu untuk pemanasan membantu menangkap dan menghantar maklumat, maklumat yang boleh dibaca secara visual atau segera dihantar kepada pengawal.

Kami mencadangkan anda memahami cara penderia suhu berfungsi, jenis peranti pemantauan yang wujud dan parameter yang perlu diambil kira semasa memilih peranti. Di samping itu, kami telah menyediakan arahan langkah demi langkah yang akan membantu anda memasang sensor suhu pada radiator pemanasan sendiri.

Prinsip operasi penderia haba

Anda boleh mengawal sistem pemanasan menggunakan pelbagai kaedah, termasuk:

• peranti automatik untuk bekalan tenaga tepat pada masanya;
• blok pemantauan keselamatan;
• unit pencampuran.

Untuk operasi yang betul bagi semua kumpulan ini, penderia suhu diperlukan untuk memberikan isyarat tentang pengendalian peranti. Memerhatikan bacaan peranti ini membolehkan kami mengenal pasti kerosakan dalam sistem tepat pada masanya dan mengambil langkah pembetulan.

Terdapat banyak jenis alat yang digunakan untuk mengambil demam. Ia boleh direndam dalam penyejuk, digunakan di dalam rumah atau terletak di luar rumah

Penderia suhu boleh digunakan sebagai peranti berasingan, contohnya, untuk memantau suhu bilik, atau menjadi sebahagian daripada peranti kompleks, contohnya, dandang pemanasan.

Asas peranti sedemikian yang digunakan dalam kawalan automatik adalah prinsip menukar penunjuk suhu menjadi isyarat elektrik. Terima kasih kepada ini, hasil pengukuran boleh dihantar dengan cepat melalui rangkaian dalam bentuk kod digital, yang menjamin kelajuan tinggi, sensitiviti dan ketepatan pengukuran.

Pada masa yang sama, pelbagai peranti untuk mengukur peringkat pemanasan mungkin mempunyai ciri reka bentuk yang mempengaruhi beberapa parameter: operasi dalam persekitaran tertentu, kaedah penghantaran, kaedah visualisasi, dan lain-lain.

Jenis peranti untuk mengambil suhu

Peranti terma boleh dikelaskan mengikut beberapa kriteria penting, termasuk kaedah penghantaran maklumat, lokasi dan keadaan pemasangan, serta algoritma untuk mengambil bacaan.

Dengan kaedah penghantaran maklumat

Mengikut kaedah penghantaran maklumat yang digunakan, sensor dibahagikan kepada dua kategori besar:

• peranti berwayar;
• penderia tanpa wayar.

Pada mulanya, semua peranti sedemikian dilengkapi dengan wayar yang melaluinya penderia haba berkomunikasi dengan unit kawalan, menghantar maklumat kepadanya. Walaupun peranti sedemikian kini telah menggantikan rakan wayarles mereka, ia masih sering digunakan dalam litar mudah.

Di samping itu, penderia berwayar lebih tepat dan boleh dipercayai dalam operasi.

Untuk memastikan operasi yang konsisten bagi penderia berwayar yang digunakan dalam peranti komposit, adalah dinasihatkan untuk menggabungkannya dengan peralatan yang dibuat oleh pengilang yang sama

Pada masa ini, peranti wayarles telah meluas, yang paling kerap menghantar maklumat menggunakan pemancar dan penerima gelombang radio. Peranti sedemikian boleh dipasang hampir di mana-mana, termasuk bilik berasingan atau udara terbuka.

Ciri-ciri penting penderia suhu tersebut ialah:

• kehadiran bateri;
• ralat pengukuran;
• julat penghantaran isyarat.

Peranti wayarles/berwayar boleh menggantikan satu sama lain sepenuhnya, tetapi terdapat beberapa keanehan dalam fungsinya.

Mengikut lokasi dan kaedah penempatan

Berdasarkan lokasi pemasangan, peranti tersebut dibahagikan kepada jenis berikut:

• overhed yang dipasang pada litar pemanasan;
• tenggelam, bersentuhan dengan penyejuk;
• dalaman, terletak di dalam ruang kediaman atau pejabat;
• luaran, yang terletak di luar.

Sesetengah unit mungkin menggunakan beberapa jenis penderia secara serentak untuk mengawal suhu.

Mengikut mekanisme pengambilan bacaan

Mengikut kaedah memaparkan maklumat, peranti boleh:

• dwilogam;
• alkohol.

Pilihan pertama melibatkan penggunaan dua plat yang diperbuat daripada logam yang berbeza, serta penunjuk dail. Apabila suhu meningkat, salah satu unsur berubah bentuk, mewujudkan tekanan pada anak panah. Bacaan peranti sedemikian dicirikan oleh ketepatan yang baik, tetapi kelemahan besarnya ialah inersianya.

Termostat dwilogam dan alkohol sering dipasang pada peralatan pemanasan, seperti dandang. Mereka membolehkan anda memantau haba, melebihi yang boleh membawa kepada akibat yang membawa maut.

Sensor yang operasinya berdasarkan penggunaan alkohol hampir bebas sepenuhnya daripada kelemahan ini. Dalam kes ini, larutan yang mengandungi alkohol dituangkan ke dalam kelalang tertutup rapat, yang mengembang apabila dipanaskan. Reka bentuknya agak asas, boleh dipercayai, tetapi tidak begitu mudah untuk pemerhatian.

Pelbagai jenis sensor suhu

Untuk mengambil bacaan suhu, peranti dengan prinsip operasi yang berbeza digunakan. Peranti yang paling popular termasuk peranti yang disenaraikan di bawah.

Termokopel: bacaan tepat - sukar untuk ditafsir

Peranti sedemikian terdiri daripada dua wayar yang dipateri antara satu sama lain, diperbuat daripada logam yang berbeza. Perbezaan suhu yang berlaku antara hujung panas dan sejuk berfungsi sebagai sumber arus elektrik 40-60 μV (penunjuk bergantung pada bahan termokopel).

Gabungan logam dan aloi berikut paling kerap digunakan untuk pembuatan termokopel: kromium-aluminium, besi-kostantan, besi-nikel, nikel-krom dan lain-lain

Termokopel dianggap sebagai penderia suhu yang sangat tepat, tetapi agak sukar untuk mengambil bacaan yang tepat daripadanya. Untuk melakukan ini, anda perlu mengetahui daya gerak elektrik (EMF) menggunakan perbezaan suhu peranti.

Agar hasilnya betul, adalah penting untuk mengimbangi suhu simpang sejuk, menggunakan, sebagai contoh, kaedah perkakasan di mana termokopel kedua diletakkan dalam persekitaran suhu yang diketahui sebelum ini.

Kaedah pampasan perisian melibatkan meletakkan penderia suhu lain dalam ruang iso bersama-sama dengan simpang sejuk, yang membolehkan anda mengawal suhu dengan ketepatan tertentu.

Proses mendapatkan data daripada termokopel menyebabkan kesukaran tertentu kerana ketaklinearannya. Untuk memastikan ketepatan bacaan, GOST R 8.585-2001 memperkenalkan pekali polinomial yang membolehkan anda menukar EMF kepada suhu, serta melakukan operasi terbalik.

Masalah lain ialah bacaan diambil dalam mikrovolt, yang tidak boleh ditukar menggunakan instrumen digital yang tersedia secara meluas.Untuk menggunakan termokopel dalam reka bentuk, adalah perlu untuk menyediakan penukar berbilang digit yang tepat dengan tahap hingar minimum.

Termistor: mudah dan ringkas

Adalah lebih mudah untuk mengukur suhu menggunakan termistor, yang berdasarkan prinsip pergantungan rintangan bahan pada suhu ambien. Peranti sedemikian, contohnya, diperbuat daripada platinum, mempunyai kelebihan penting seperti ketepatan dan kelinearan yang tinggi.

Masalah utama penderia suhu sedemikian boleh dianggap sebagai pekali rintangan suhu yang sangat rendah, tetapi masih lebih mudah untuk mengukurnya dengan tepat daripada mengesan nilai voltan rendah termokopel.

Ciri penting perintang ialah rintangan asasnya pada suhu tertentu. Menurut GOST 21342.7-76, penunjuk ini diukur pada 0°C. Dalam kes ini, disyorkan untuk menggunakan beberapa nilai rintangan (Ohms), serta T_ks – pekali suhu.

Penunjuk T_ks dikira dengan formula:

T_ks = (R_e – R_0c)/(T_e – T_0c) *1/R_0c,

di mana:

• R_e – rintangan pada suhu semasa;
• R_0c – rintangan pada 0°C;
• T_e – suhu semasa;
• T_0c – 0°C.

GOST juga menyediakan pekali suhu yang disediakan untuk pelbagai alat pengukur yang diperbuat daripada tembaga, nikel, platinum, dan juga menunjukkan pekali polinomial yang digunakan untuk mengira suhu berdasarkan nilai rintangan semasa.

Penderia termistor digunakan secara meluas dalam industri elektronik dan kejuruteraan mekanikal kerana ketepatan, sensitiviti dan kemudahan operasinya.

Anda boleh mengukur rintangan dengan menyambungkan peranti ke litar sumber arus dan mengukur voltan pembezaan. Anda boleh memantau penunjuk menggunakan litar bersepadu, output analog yang sama dengan voltan bekalan.

Penderia terma dengan peranti sedemikian boleh disambungkan dengan selamat kepada penukar analog-ke-digital, mendigitalkannya dengan ADC lapan atau sepuluh bit.

Sensor digital untuk pengukuran serentak

Penderia suhu digital juga digunakan secara meluas, contohnya, model DS18B20, yang beroperasi menggunakan litar mikro dengan tiga output. Terima kasih kepada peranti ini, adalah mungkin untuk mengambil bacaan suhu secara serentak dari beberapa sensor kerja selari, dengan ralat hanya 0.5°C.

Model yang popular ialah gabungan sensor suhu/kelembapan SHT1, yang membolehkan anda mengukur haba dengan ketepatan +2°, dan kelembapan dengan ketepatan +5. Walau bagaimanapun, pengeluar sendiri mendakwa bahawa terdapat peranti yang lebih tepat dan menjimatkan

Antara kelebihan lain peranti ini, seseorang juga boleh perhatikan julat luas suhu operasi (-55+125°C). Kelemahan utama ialah operasi perlahan: untuk pengiraan yang paling tepat, peranti memerlukan sekurang-kurangnya 750 ms.

Irometer bukan sentuhan (pengimejan terma)

Tindakan penderia tanpa sentuhan ini adalah berdasarkan pengesanan sinaran terma yang terpancar daripada badan. Untuk mencirikan fenomena ini, jumlah tenaga yang dikeluarkan setiap unit masa dari permukaan unit, yang jatuh pada julat panjang gelombang unit, digunakan.

Kriteria serupa yang mencerminkan keamatan sinaran monokromatik dipanggil kecerahan spektrum.

Jenis pyrometer berikut wujud:

• sinaran;
• kecerahan (optik);
• warna.

Sinaran pyrometer membenarkan pengukuran dibuat dalam julat 20-25000°C, bagaimanapun, untuk menentukan suhu, adalah penting untuk mengambil kira pekali ketidaklengkapan sinaran, nilai berkesan yang bergantung pada keadaan fizikal badan, bahan kimianya. komposisi dan faktor lain.

Elemen operasi utama penderia sinaran ialah teleskop, di dalamnya terdapat bateri yang terdiri daripada litar bersiri termokopel. Hujung kerja peranti ini terletak pada kelopak bersalut platinum (+)

Pirometer kecerahan (optik). direka untuk mengukur suhu 500-4000°C. Ia memberikan ketepatan pengukuran yang tinggi, tetapi boleh memesongkan bacaan kerana kemungkinan penyerapan sinaran daripada badan oleh medium perantaraan yang melaluinya pemerhatian dibuat.

Pirometer warna, tindakan yang berdasarkan penentuan keamatan sinaran pada dua panjang gelombang - sebaik-baiknya dalam bahagian merah atau biru spektrum, digunakan untuk pengukuran dalam julat 800 hingga 0 ° C.

Kelebihan utama mereka ialah ketidaklengkapan sinaran tidak menjejaskan ralat pengukuran. Di samping itu, penunjuk tidak bergantung pada jarak ke objek.

Penukar suhu kuarza (piezoelektrik)

Untuk mengambil bacaan suhu dalam julat -80 +250°C, anda boleh menggunakan transduser kuarza (elemen piezoelektrik), yang prinsip operasinya adalah berdasarkan pergantungan frekuensi kuarza pada pemanasan. Dalam kes ini, fungsi transduser dipengaruhi oleh lokasi pemotongan di sepanjang paksi kristal.

Peranti piezoelektrik (kuarza) paling kerap digunakan dalam kerja penyelidikan, kerana peranti sedemikian dicirikan oleh julat ukuran yang dilanjutkan, kebolehpercayaan dan ketepatan yang tinggi

Penderia piezoelektrik dibezakan oleh kepekaan halus, resolusi tinggi, dan dapat beroperasi dengan pasti dalam jangka masa yang panjang. Peranti sedemikian digunakan secara meluas dalam pembuatan termometer digital dan dianggap sebagai salah satu peranti yang paling menjanjikan untuk teknologi masa depan.

Penderia suhu bunyi (akustik).

Operasi peranti sedemikian dipastikan dengan mengeluarkan beza potensi akustik bergantung pada suhu perintang.

Kaedah akustik membenarkan bacaan suhu diambil dalam ruang tertutup dan persekitaran di mana pengukuran langsung tidak boleh dilakukan. Peranti serupa telah menemui aplikasi dalam perubatan, penyelidikan bawah air, serta dalam industri.

Kaedah pengukuran dengan sensor sedemikian agak mudah: adalah perlu untuk membandingkan bunyi yang dihasilkan oleh dua elemen yang serupa, satu daripadanya berada pada suhu yang diketahui sebelum ini, dan yang kedua pada suhu yang ditentukan.

Penderia suhu akustik sesuai untuk mengukur julat -270 - +1100°C. Pada masa yang sama, kesukaran proses terletak pada tahap hingar yang terlalu rendah: bunyi yang dihasilkan oleh penguat kadangkala menenggelamkannya.

Penderia suhu NQR

Intipati operasi termometer resonans quadrupole nuklear adalah tindakan kecerunan medan, yang dibentuk oleh kekisi kristal dan momen nuklear - penunjuk yang disebabkan oleh sisihan caj dari simetri sfera.

Akibat fenomena ini, perarakan nukleus berlaku: kekerapannya bergantung pada kecerunan medan kekisi.Nilai penunjuk ini juga dipengaruhi oleh suhu: kenaikannya menyebabkan penurunan frekuensi NQR.

Elemen utama sensor tersebut adalah ampul dengan bahan, yang diletakkan di dalam belitan induktansi yang disambungkan ke litar penjana.

Kelebihan peranti ialah tempoh pengukuran yang tidak terhad, kebolehpercayaan dan operasi yang stabil. Kelemahannya ialah ukuran tidak linear, yang memerlukan penggunaan fungsi penukaran.

Peranti semikonduktor

Kategori peranti yang beroperasi berdasarkan perubahan dalam ciri-ciri simpang p-n yang disebabkan oleh pendedahan kepada suhu. Voltan merentasi transistor sentiasa berkadar dengan kesan suhu, yang menjadikan faktor ini mudah dikira.

Kelebihan peranti sedemikian ialah ketepatan data yang tinggi, kos rendah dan ciri-ciri linear ke atas keseluruhan julat pengukuran. Ia adalah mudah untuk memasang peranti sedemikian terus pada substrat semikonduktor, menjadikannya sangat baik untuk mikroelektronik.

Transduser volumetrik untuk bacaan suhu

Peranti sedemikian adalah berdasarkan prinsip pengembangan dan pengecutan bahan yang terkenal semasa pemanasan atau penyejukan. Sensor sedemikian agak praktikal. Ia boleh digunakan untuk menentukan suhu dalam julat -60 - +400°C.

Untuk membenarkan kawalan visual suhu, kebanyakan penderia suhu yang terletak di dalam bilik dilengkapi dengan paparan yang memaparkan nilai semasa

Adalah penting untuk diingat bahawa pengukuran cecair dengan peranti sedemikian dihadkan oleh suhu mendidih dan bekunya, dan pengukuran gas dengan peralihannya kepada keadaan cecair.Ralat pengukuran yang disebabkan oleh pengaruh persekitaran untuk peranti ini agak kecil: ia berbeza antara 1-5%.

Pemilihan penderia suhu

Apabila memilih peranti sedemikian, faktor seperti:

• julat suhu di mana pengukuran diambil;
• keperluan dan kemungkinan merendam sensor dalam objek atau persekitaran;
• syarat pengukuran: untuk mengambil bacaan dalam persekitaran yang agresif, lebih baik memilih versi bukan kenalan atau model yang diletakkan di dalam perumahan tahan kakisan;
• hayat perkhidmatan peranti sebelum penentukuran atau penggantian - beberapa jenis peranti (contohnya, termistor) gagal dengan cepat;
• data teknikal: resolusi, voltan, kelajuan isyarat, ralat;
• nilai isyarat keluaran.

Dalam sesetengah kes, bahan badan peranti juga penting, dan apabila digunakan di dalam rumah, dimensi dan reka bentuk juga penting.

Cadangan pemasangan buat sendiri

Peranti sedemikian digunakan secara meluas untuk pelbagai tujuan: ia dilengkapi dengan radiator, dandang pemanasan dan peralatan rumah lain.

Sebelum memulakan pemasangan, anda perlu membaca arahan dengan teliti: ia menunjukkan bukan sahaja ciri pemasangan (contohnya, dimensi untuk menyambung ke paip), tetapi juga peraturan operasi, serta had suhu yang mana peranti pengukur sesuai.

Ia juga perlu mengambil kira saiz lengan, yang boleh berbeza antara 120-160 mm.

Mari kita pertimbangkan dua kes yang paling biasa untuk memasang penderia suhu.

Menyambungkan peranti ke radiator

Ia tidak perlu untuk melengkapkan semua peranti pemanasan dengan termostat. Mengikut peraturan, sensor dipasang pada bateri, jika jumlah kuasanya melebihi 50% daripada haba yang dihasilkan oleh sistem yang serupa.Sekiranya terdapat dua pemanas di dalam bilik, maka termostat dipasang hanya pada satu, yang mempunyai penarafan kuasa yang lebih tinggi.

Sensor suhu ialah komponen wajib pengawal suhu yang membolehkan anda mengurangkan atau meningkatkan pemanasan radiator, lantai panas dan peranti pemanasan lain

Injap peranti dipasang pada saluran paip bekalan pada titik di mana radiator disambungkan ke rangkaian pemanasan. Sekiranya mustahil untuk memasukkannya ke dalam rantaian sedia ada, talian bekalan mesti dibongkar, yang boleh menyebabkan beberapa kesulitan.

Untuk menjalankan manipulasi ini, anda perlu menggunakan alat untuk memotong paip, manakala memasang kepala haba boleh dilakukan dengan mudah tanpa peralatan khas. Sebaik sahaja sensor dipasang, sudah cukup untuk menyelaraskan tanda yang dibuat pada badan dan peranti, selepas itu kepala diperbaiki dengan penekan tangan yang lancar.

Pemasangan sensor suhu udara

Peranti sedemikian dipasang di ruang tamu paling sejuk tanpa draf (di dalam dewan, dapur atau bilik dandang pemasangannya tidak diingini, kerana ia boleh menyebabkan gangguan dalam operasi sistem).

Apabila memilih lokasi, anda perlu memastikan bahawa peranti tidak terdedah kepada cahaya matahari, dan tidak sepatutnya ada peranti pemanasan (pemanas, radiator, paip) berdekatan.

Untuk sistem pemanasan konvensional, satu termostat adalah mencukupi, manakala dengan litar pengumpul adalah dinasihatkan untuk menggunakan beberapa sensor, bilangan yang bertepatan dengan bilangan bilik. Ini akan membolehkan anda mengawal suhu secara individu dalam ruang yang berasingan.

Peranti disambungkan mengikut arahan yang terkandung dalam helaian data teknikal, menggunakan terminal atau kabel yang disertakan dalam kit.

Jika anda perlu memantau suhu anda sensor suhu di "lantai panas" boleh terletak jauh di dalam senarai yg panjang lebar konkrit. Dalam kes ini, untuk perlindungan, anda boleh menggunakan paip beralun dengan satu hujung tertutup dan selekoh yang condong.

Ciri terakhir membolehkan, jika perlu, mengalih keluar peranti yang rosak dan menggantikannya dengan yang baharu.

Pemasangan peranti dijalankan seperti berikut:

1. Satu ceruk dibuat di dinding untuk memasang lampiran.
2. Bahagian depan dikeluarkan dari sensor suhu, selepas itu peranti dipasang di kawasan yang disediakan.
3. Seterusnya, kabel pemanasan disambungkan ke kenalan, manakala terminal disambungkan ke sensor.

Peringkat terakhir ialah menyambungkan kabel kuasa dan memasang panel hadapan di tempatnya.

Gambar rajah sambungan termostat untuk dandang pemanasan diterangkan secara terperinci dalam artikel ini.

Jika peranti, fungsi yang memerlukan sambungan dalaman sensor, mempunyai reka bentuk yang kompleks, lebih baik untuk menghubungi pakar.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik ini

Video di bawah menerangkan secara terperinci cara memasang peranti terma pada dandang pemanasan:

Adakah pemasangan penderia pada paip bekalan dan pemulangan berbeza?

Penderia suhu digunakan secara meluas dalam pelbagai industri dan untuk tujuan domestik. Pelbagai jenis peranti serupa, yang berdasarkan prinsip operasi yang berbeza, membolehkan anda memilih pilihan terbaik untuk menyelesaikan masalah tertentu.

Di rumah dan pangsapuri, peranti sedemikian paling kerap digunakan untuk mengekalkan suhu yang selesa di dalam premis, serta untuk mengawal sistem pemanasan - radiator, lantai yang dipanaskan.

Adakah anda mempunyai apa-apa untuk ditambahkan, atau adakah anda mempunyai soalan tentang memilih dan memasang penderia suhu? Anda boleh meninggalkan komen pada penerbitan, mengambil bahagian dalam perbincangan dan berkongsi pengalaman anda sendiri menggunakan peranti sedemikian. Borang hubungan terletak di blok bawah.