Priključitev temperaturnih senzorjev

Temperaturni senzorji so bistveni elementi mnogih merilnih naprav. Merijo temperaturo okolja in različnih teles. Te naprave se pogosto uporabljajo kot merilniki temperature ne samo v proizvodnji in industriji, ampak tudi v vsakdanjem življenju in kmetijstvu, torej tam, kjer morajo ljudje zaradi svoje vrste dejavnosti meriti temperaturo. In vedno se pojavi vprašanje, kako pravilno priključiti tak senzor, da bo njegovo delovanje natančno in brez napak?

Za priključitev temperaturnega senzorja ni potrebno zapleteno delo, tukaj je glavna stvar natančno slediti navodilom, potem bo rezultat uspešen, najtežja stvar, ki bo potrebna za namestitev, pa je navaden spajkalnik.

Tipičen senzor je kot celotna naprava več kot 2 metra dolg kabel, na koncu katerega je neposredno pritrjena merilna naprava; od kabla se razlikuje po barvi, navadno črni. Priključite napravo na analogno digitalni pretvornik, ki pretvori analogni signal (tok ali napetost) iz senzorja v digitalnega.

Eden od zatičev senzorja je ozemljen, drugi pa je povezan neposredno z registrom ADC z uporom 3-4 ohmov. Po tem lahko ADC povežemo z modulom za pridobivanje informacij, ki ga lahko povežemo z računalnikom preko vmesnika USB, kjer lahko s pomočjo posebnega programa izvedemo določena dejanja na podlagi prejetih podatkov.

Programi vam omogočajo delo s prejetimi informacijami in izvajanje številnih nalog, povezanih z merjenjem temperature. Mnogi sodobni sistemi za zajemanje podatkov so opremljeni s posebnimi zasloni za spremljanje opravljenih meritev.

Kljub navidezni preprostosti imajo temperaturni senzorji različne povezovalne sheme, saj je pogosto treba upoštevati napake, povezane z uporom žic.

Poglejmo konkreten primer. PT100 ima upornost 100 ohmov pri temperaturi senzorja 0 stopinj Celzija. Če ga povežete po klasičnem dvožilnem vezju z bakreno žico s presekom 0,12 kvadratnih mm in bo povezovalni kabel dolg 3 metre, bosta obe žici imeli upor približno 0,5 Ohma , in to bo povzročilo napako, ker bo skupni upor pri 0 stopinjah že 100,5 ohmov, ta upor pa bi moral biti na senzorju pri temperaturi 101,2 stopinje.

Vidimo lahko, da lahko pride do težav z napakami zaradi upora povezovalnih žic pri priklopu na dvožilno vezje, vendar se tem težavam lahko izognemo. Za to je mogoče nekatere naprave nastaviti, na primer za 1,2 stopinje.Toda takšna prilagoditev ne bo v celoti kompenzirala upora žic, saj same žice spremenijo svojo upornost pod vplivom temperature.

Predpostavimo, da so nekatere žice nameščene zelo blizu ogrevane komore, skupaj s senzorjem, drugi del pa je daleč od nje in spreminja svojo temperaturo in odpornost pod vplivom okoljskih dejavnikov v prostoru. V tem primeru bo upornost žic 0,5 Ohm med segrevanjem na vsakih 250 stopinj 2-krat večja, kar je treba upoštevati.

Da bi se izognili napaki, uporabite trižično povezavo, tako da naprava meri skupni upor skupaj z uporom obeh žic, čeprav lahko upoštevate upor ene žice, le to kasneje pomnožite z 2. upornost žic se odšteje od vsote in odčitek samega senzorja ostane. S to rešitvijo je dosežena dokaj visoka natančnost, tudi če lahko znatno vplivamo na odpornost žic.

Vendar tudi trižično vezje ne more popraviti napake, povezane z različno stopnjo odpornosti žic zaradi nehomogenosti materiala, različnih prerezov po dolžini itd. Seveda, če je dolžina žice majhna, bo napaka zanemarljiva in tudi pri dvožilnem vezju odstopanja v odčitkih temperature ne bodo pomembna. Če pa so žice dovolj dolge, je njihov vpliv zelo pomemben. Potem morate uporabiti štirižilno povezavo, ko naprava meri upor izključno senzorja, ne da bi upoštevala upornost žic.

Torej je dvožilno vezje uporabno v primerih, ko:

• Merilno območje ni višje od 40 stopinj in visoka natančnost ni potrebna, sprejemljiva je napaka 1 stopinje;

• Povezovalne žice so dovolj velike in kratke, potem je njihov upor razmeroma majhen, napaka same naprave pa je približno sorazmerna z njimi: naj bo upor žic 0,1 ohma na stopinjo, zahtevana natančnost pa je 0,5 stopinje, tj. je , je nastala napaka manjša od dovoljene. Trižilno vezje je uporabno v primerih, ko se meritve izvajajo na razdaljah od 3 do 100 metrov od senzorja, obseg pa je do 300 stopinj, z dovoljeno napako 0,5%.

Za natančnejše in natančnejše meritve, kjer napaka ne sme presegati 0,1 stopinje, se uporablja štirižilno vezje.

Za testiranje naprave lahko uporabite običajen tester. Območje za senzorje z uporom 100 ohmov pri 0 stopinjah je primerno samo od 0 do 200 ohmov, to območje je na voljo za kateri koli multimeter.

Test bo ustvarjen pri sobni temperaturi, pri čemer se ugotavlja, katere žice naprave so v kratkem stiku in katere so povezane neposredno s senzorjem, nato pa merijo, ali naprava kaže upor, ki bi moral biti v skladu s potnim listom pri določeni temperaturi. Na koncu se morate prepričati, da na ohišju ni kratkega stika. toplotni pretvornik, se ta meritev izvaja v območju megohmov. Za popolno skladnost z varnostnimi ukrepi se kablov in omarice ne dotikajte z rokami.

Če med preizkusom tester pokaže neskončno visok upor, je to znak, da se je v ohišju senzorja pomotoma znašla maščoba ali voda.Takšna naprava bo delovala nekaj časa, vendar bodo njeni odčitki lebdeči.

Pomembno je vedeti, da je treba vsa dela pri povezovanju in preverjanju senzorja opraviti z gumijastimi rokavicami. Naprave ne smete razstaviti in če je nekaj poškodovano, na primer na nekaterih mestih ni izolacije napajalnih kablov, potem takšne opreme ne bi smeli namestiti. Med namestitvijo lahko senzor moti druge naprave, ki delujejo v bližini, zato jih morate najprej izklopiti.

Če imate kakršne koli težave, delo zaupajte strokovnjakom. Na splošno je v skladu z navodili vse mogoče narediti neodvisno, vendar je v nekaterih primerih bolje, da ne tvegate. Po končani namestitvi se prepričajte, da je naprava trdno pritrjena na pravem mestu, to je zelo pomembno. Ne pozabite, da je senzor izjemno občutljiv na vlago. Namestitvenih del ne izvajajte med nevihto.

Občasno opravite preventivne preglede, da zagotovite dobro delovanje senzorja. Na splošno mora biti njegova kakovost visoka, ne varčujte pri nakupu senzorja, visokokakovostna naprava ne more biti zelo poceni, to ni tako, ko morate poskušati prihraniti denar.