Lämpötila-anturien liitäntä

Lämpötila-anturit ovat olennaisia ​​osia monissa mittauslaitteissa. Ne mittaavat ympäristön ja eri kappaleiden lämpötilaa. Näitä laitteita käytetään laajalti lämpötilamittareina paitsi tuotannossa ja teollisuudessa, myös arjessa ja maataloudessa, eli siellä, missä ihmisten on toimintatapansa vuoksi mitattava lämpötilaa. Ja aina on kysymys siitä, kuinka tällainen anturi kytketään oikein, jotta sen toiminta on tarkkaa ja virheetöntä?

Lämpötila-anturin kytkeminen ei vaadi monimutkaista työtä, tärkeintä tässä on noudattaa ohjeita tarkasti, niin tulos onnistuu, ja vaikein asia, jota asennuksessa tarvitaan, on tavallinen juotoskolvi.

Tyypillinen anturi on kokonaisena laitteena yli 2 metriä pitkä kaapeli, jonka päähän mittalaite kiinnitetään suoraan; se eroaa kaapelista väriltään, yleensä musta. Yhdistä laite analogia-digitaali muunnin, joka muuntaa analogisen signaalin (virran tai jännitteen) anturista digitaaliseksi.

Toinen anturin nastoista on maadoitettu ja toinen on kytketty suoraan ADC-rekisteriin 3-4 ohmin resistanssilla. Tämän jälkeen ADC voidaan liittää tiedonkeruumoduuliin, joka voidaan liittää tietokoneeseen USB-liitännän kautta, jossa erikoisohjelman avulla voidaan suorittaa tiettyjä toimintoja vastaanotetun tiedon perusteella.

Ohjelmien avulla voit työskennellä vastaanotettujen tietojen kanssa ja suorittaa monia lämpötilan mittaukseen liittyviä tehtäviä. Monet nykyaikaiset tiedonkeruujärjestelmät on varustettu erityisillä näytöillä tehtyjen mittausten seurantaa varten.

Näennäisestä yksinkertaisuudesta huolimatta lämpötila-antureilla on erilaisia ​​kytkentäkaavioita, koska usein on tarpeen ottaa huomioon johtojen resistanssiin liittyvät virheet.

Katsotaanpa konkreettista esimerkkiä. PT100:n resistanssi on 100 ohmia anturin lämpötilassa 0 celsiusastetta. Jos liität sen perinteisen kaksijohtimispiirin mukaisesti käyttämällä kuparijohtoa, jonka poikkileikkaus on 0,12 neliömetriä, ja liitäntäkaapelin pituus on 3 metriä, itse kahden johtimen resistanssi on noin 0,5 ohmia , ja tämä antaa virheen, koska kokonaisvastus 0 asteessa on jo 100,5 ohmia, ja tämän vastuksen tulisi olla anturin lämpötilassa 101,2 astetta.

Voimme nähdä, että liitäntäjohtojen resistanssista johtuvia virheongelmia voi ilmetä kytkettäessä kaksijohtimiseen piiriin, mutta nämä ongelmat voidaan välttää. Tätä varten joitain laitteita voidaan säätää esimerkiksi 1,2 astetta.Mutta tällainen säätö ei täysin kompensoi johtojen vastusta, koska itse johdot muuttavat vastustaan ​​lämpötilan vaikutuksesta.

Oletetaan, että jotkut johdot sijaitsevat hyvin lähellä lämmitettyä kammiota yhdessä anturin kanssa, ja toinen osa on kaukana siitä ja muuttaa lämpötilaansa ja vastustaan ​​huoneen ympäristötekijöiden vaikutuksesta. Tässä tapauksessa 0,5 ohmin johtojen resistanssi kuumennuksen aikana joka 250 asteeseen kasvaa 2 kertaa enemmän, ja tämä on otettava huomioon.

Virheen välttämiseksi käytä kolmijohtimista liitäntää siten, että laite mittaa kokonaisresistanssin yhdessä molempien johtimien resistanssin kanssa, vaikka voit ottaa huomioon yhden johtimen resistanssin, kerro se myöhemmin kahdella. Sen jälkeen johtojen resistanssi vähennetään summasta ja itse anturin lukema säilyy. Tällä ratkaisulla saavutetaan melko suuri tarkkuus, vaikka johtimien vastus voi merkittävästi vaikuttaa.

Edes kolmijohtiminen piiri ei kuitenkaan voi korjata johtojen erilaiseen vastusasteeseen liittyvää virhettä, joka johtuu materiaalin epähomogeenisuudesta, erilaisista poikkileikkauksista pitkin pituutta jne. Tietenkin, jos johtimen pituus on pieni, virhe on merkityksetön, ja jopa kaksijohtimisella piirillä lämpötilalukemien poikkeamat eivät ole merkittäviä. Mutta jos johdot ovat tarpeeksi pitkiä, niiden vaikutus on erittäin merkittävä. Sitten sinun tulee käyttää nelijohtimista liitäntää, kun laite mittaa yksinomaan anturin resistanssia ottamatta huomioon johtimien resistanssia.

Joten kaksijohtimista piiriä voidaan soveltaa tapauksissa, joissa:

• Mittausalue ei ole korkeampi kuin 40 astetta, eikä suurta tarkkuutta vaadita, 1 asteen virhe on hyväksyttävä;

• Liitosjohdot ovat riittävän suuria ja lyhyitä, silloin niiden resistanssi on suhteellisen pieni ja itse laitteen virhe on suunnilleen suhteessa niihin: olkoon johtimien resistanssi 0,1 ohmia astetta kohden ja vaadittu tarkkuus 0,5 astetta, että on , tuloksena oleva virhe on pienempi kuin sallittu. Kolmijohtiminen piiri on sovellettavissa tapauksissa, joissa mittaukset tehdään 3-100 metrin etäisyydellä anturista ja alue on jopa 300 astetta sallitulla virheellä 0,5%.

Tarkempiin ja tarkempiin mittauksiin, joissa virhe ei saisi ylittää 0,1 astetta, käytetään nelijohtimista piiriä.

Laitetta voidaan testata perinteisellä testerillä. Antureille, joiden resistanssi on 100 ohmia 0 asteessa, soveltuu vain 0 - 200 ohmia, tämä alue on saatavana kaikille yleismittarille.

Testi generoidaan huoneenlämmössä, jolloin selvitetään mitkä laitteen johdot ovat oikosulussa ja mitkä on kytketty suoraan anturiin, minkä jälkeen mitataan, näyttääkö laite vastusta, jonka pitäisi olla passin mukainen tietyssä lämpötilassa. Lopussa sinun on varmistettava, että kotelossa ei ole oikosulkua. lämpömuunnin, tämä mittaus suoritetaan megaohmin alueella. Älä koske kaapeleihin ja laatikkoon käsin noudattaaksesi täysin turvatoimenpiteitä.

Jos testeri osoittaa testin aikana äärettömän suurta vastusta, tämä on merkki siitä, että anturin kotelosta on vahingossa löytynyt rasvaa tai vettä.Tällainen laite toimii jonkin aikaa, mutta sen lukemat kelluvat.

On tärkeää muistaa, että kaikki anturin kytkentä- ja tarkistustyöt tulee tehdä kumihansikkailla. Laitetta ei saa purkaa, ja jos jokin on vaurioitunut, esimerkiksi virtakaapeleiden eristys ei ole joissain paikoissa, tällaisia ​​​​laitteita ei saa asentaa. Asennuksen aikana anturi saattaa häiritä muita lähellä olevia laitteita, joten ne on ensin sammutettava.

Jos sinulla on vaikeuksia, anna työ ammattilaisille. Yleensä ohjeiden mukaan kaikki voidaan tehdä itsenäisesti, mutta joissakin tapauksissa on parempi olla ottamatta riskiä. Asennuksen päätyttyä varmista, että laite on kiinnitetty tukevasti oikeaan paikkaan, tämä on erittäin tärkeää. Muista, että anturi on erittäin herkkä kosteudelle. Älä suorita asennustöitä ukkosmyrskyn aikana.

Suorita ennaltaehkäiseviä tarkastuksia ajoittain varmistaaksesi, että anturi toimii hyvin. Yleensä sen laadun tulisi olla korkea, älä säästä ostettaessa anturia, laadukas laite ei voi olla kovin halpa, tämä ei ole tilanne, kun sinun on yritettävä säästää rahaa.