ООО «КИП – Сервис». Особенности подключения датчиков.
http://www.kipservis.ru/oven_term31.htm

 

Особенности подключения датчиков

 

Подключение термопар

 

Термопара (термоэлектрический преобразователь) типа ТХА, ТХК, ТПП и пр. состоит из двух спаянных на одном из концов проводников, изготовленных из металлов, обладающих разными термоэлектрическими свойствами. Спаянный конец, называемый «рабочим спаем», погружается в измеряемую среду, а свободные концы («холодный спай») термопары подключаются ко входу измерителей.регуляторов. Если температуры «рабочего» и «холодного спаев» различны, то термопара вырабатывает термоЭДС, которая и подается на прибор. Поскольку термоЭДС зависит от разности температуры двух спаев термопары, то для получения корректных показаний необходимо знать температуру «холодного спая», чтобы скомпенсировать эту разницу в дальнейших вычислениях.

В модификациях входов, предназначенных для работы с термопарами предусмотрена схема автоматической компенсации температуры свободных концов термопары. Датчиком температуры «холодного спая» служит полупроводниковый диод, установленный рядом с присоединительным клеммником.

Подключение термопар к прибору должно производиться с помощью специальных компенсационных (термоэлектродных) проводов, изготовленных из тех же материалов, что и термопара. Допускается использовать провода из металлов с термоэлектрическими характеристиками, аналогичными характеристикам материалов электродов термопары в диапазоне температур 0..100 °С. При соединении компенсационных проводов с термопарой и прибором необходимо соблюдать полярность.

Во избежание влияния помех на измерительную часть прибора рекомендуется экранировать линию связи прибора с датчиком. При нарушении указанных условий могут иметь место значительные погрешности при измерении.

 

                          

 

 

Подключение термопреобразователей сопротивления

 

Принцип работы термопреобразователей сопротивления ТСМ, ТСП, Pt100, основан на зависимости электрического сопротивления металлов от температуры. Термопреобразователи выполняют в виде катушки из тонкой медной или платиновой проволоки на каркасе из изоляционного материала, заключенной в защитную гильзу.

Термопреобразователи сопротивления характеризуются параметром

 

где R₁₀₀ - сопротивление при 100 °С, R₀ - сопротивление при 0 °С

Для подключения термопреобразователей сопротивления к приборам ОВЕН и Fotek используется трехпроводная схема, которая позволяет уменьшить погрешность измерения, возникающую при изменении сопротивления проводов (например, при изменении их температуры). К одному из выводов терморезистора Rt подсоединяются два провода, а третий подключается к другому выводу Rt. При этом необходимо соблюдать условие равенства сопротивлений всех трех проводов.

Термопреобразователи сопротивления могут подключаться к прибору с использованием двухпроводной линии, но при этом отсутствует компенсация сопротивления соединительных проводов и поэтому будет наблюдаться зависимость показаний прибора от колебаний температуры проводов.

 

Параметры линий для соединения прибора с датчиком

 

Тип датчика	Длина линии	Сопротивление линии	Исполнение линии
ТСП, ТСМ	не более 100 м	не более 10,0 Ом	Трехпроводная, провода равной длины и сечения
Термопара	не более 20 м	не более 100 Ом	Термоэлектродный кабель (компенсационный)

 

Термопреобразователи сопротивления (ТС) относятся к параметрическим датчикам температуры, поэтому всегда измерительные схемы на основе ТС должны иметь источник питания.

При этом источник питания должен быть таким, чтобы разогревом чувствительного элемента за счет протекания по нему тока можно было пренебречь.

Датчик температуры подключается к измерительной схеме соединительным кабелем, имеющим свое собственное сопротивление, которое зависит от температуры окружающей среды. Если термопреобразователь подключен по двухпроводной схеме, то может возникнуть погрешность измерения температуры.

Это объясняется тем, что в этом случае к падению напряжения на термопреобразователе прибавляется падение напряжения на сопротивлениях Rл подводящих проводов.

Если изменится температура окружающей среды, то это вызовет изменение сопротивления Rл, падение напряжения на этом сопротивлении и напряжения Uвых, по которому судят о температуре объекта контроля.

 

Чувствительность к температуре окружающей среды можно уменьшить, добавив в измерительную систему один или два дополнительных провода, получив, таким образом трехпроводную или четырехпроводную схему включения.

По одному проводу течет постоянный ток для питания датчика, по другому поступает сигнал от датчика на вход измерительного усилителя прибора, а третий провод является общим для обоих контуров.

Преимущество этого решения в том, что изменения сопротивления сигнального провода, например из.за колебаний температуры, не сказываются на сигнале: по измерительному проводу не протекает ток (из.за высокого входного сопротивления усилителя), и следовательно на нем нет падения напряжения. Чувствительность к внешним помехам остается неизменной.

 

 

При четырехпроводной схеме включения по двум проводам с сопротивлениями Rл1 и Rл4 к термопреобразователю подводится постоянный ток (1..5 мА), а с помощью проводников с сопротивлениями Rл2 и Rл3 от термопреообразователя на измерительный прибор отводится падение напряжения, пропорциональное сопротивлению RK (температуре объекта контроля).

Если источник тока обеспечивает стабильный ток при различных сопротивлениях нагрузки, а входное сопротивление измерительного прибора достаточно велико, то результат измерения не зависит ни от температуры подводящих проводов, ни от их длины.