Připojení, diagnostika, kontrola (zvonění) odporových snímačů teploty Pt100, Pt1000, 50M, 100M a další

V této části jsme se rozhodli vysvětlit, jak jsou odporová teplotní čidla správně připojena, jak se liší různá schémata zapojení, jak zkontrolovat teplotní čidlo, co dělat, když se schéma zapojení a čidlo, které je k dispozici, neshodují.

Hlavní schémata zapojení odporových snímačů teploty jsou uvedena na obr. 1-3.

Jak je patrné z obrázků 1-3, snímač je druh termočlánku, jehož odpor se mění v závislosti na jeho vlastní teplotě. Podle schématu zapojení lze k termočlánku připájet 2 vodiče (obr. 1), tři vodiče (obr. 2), čtyři vodiče (obr. 3) v závislosti na schématu zapojení.

Proč se používají různá schémata zapojení odporových snímačů teploty?

Faktem je, že měřeným parametrem při použití takových snímačů je odpor snímače, ale vodiče mají svůj vlastní odpor a tím zavádějí určitou chybu.

Je-li např. teplotní čidlo Pt100 při 100 stupních Celsia (odpor 0,12 Ohm) zapojeno do dvouvodičového obvodu s měděným vodičem o průřezu 2 mm3, je délka propojovacího kabelu 0,5 m, pak dva vodiče celkem dávají odpor asi 100,5 Ohm, což má za následek chybu — snímač dává celkový odpor 101,2 Ohmů, což odpovídá teplotě přibližně XNUMX stupňů.

Tuto chybu může zařízení opravit (pokud to zařízení umožňuje) zavedením seřízení o 1,2 stupně. Taková úprava však nemůže plně kompenzovat odpor vodičů snímače. To je způsobeno tím, že měděné dráty jsou samy o sobě tepelné odpory, tzn. Odpor vodičů se také mění v závislosti na teplotě. Navíc u např. vyhřívané komory se část vodičů, které jsou umístěny společně s čidlem, zahřívá a mění odpor a část mimo komoru se mění se změnami teploty v místnosti.

Ve výše diskutovaném případě s odporem drátu 0,5 ohmu, při zahřátí na každých 250 stupňů, se odpor drátů může téměř zdvojnásobit. Udává chybu 1,2 stupně Celsia navíc.

Pro eliminaci vlivu odporu vodiče je použit třívodičový připojovací obvod pro teplotní čidlo. Pomocí tohoto schématu zapojení zařízení změří celkový odpor snímače s vodiči a odpor dvou vodičů (nebo jednoho vodiče a vynásobí ho 2) a odečte odpor vodičů od součtu, čímž zvýrazní čistý odpor vodiče. senzor. Toto schéma zapojení umožňuje získat poměrně vysokou přesnost s významným vlivem odporu vodiče na přesnost měření. Toto schéma však nezohledňuje, že dráty mohou mít v důsledku výrobních chyb různý odpor (vzhledem k heterogenitě materiálu, změnám průřezu po délce atd.) takové chyby vnášejí menší odchylky v zobrazovaná teplota než u dvouvodičového obvodu, avšak u velkých délek vodičů může být významná. V takových případech může být nutné použít čtyřvodičové schéma zapojení, ve kterém zařízení přímo měří odpor snímače bez zohlednění připojovacích vodičů.

V jakých případech lze použít dvouvodičové schéma zapojení:

1. Rozsah měření není velký (například 0 stupně) a je vyžadována nízká přesnost (například 40 stupeň)

2. Připojovací vodiče mají velký průřez a jejich délka není dlouhá, to znamená, že odpor vodičů je malý ve srovnání s odporem snímače a nezavádí významnou chybu. Například celkový odpor 2 vodičů je 0,1 ohmu a odpor snímače se změní o 0,5 ohmu na stupeň, požadovaná přesnost je 0,5 stupně, takže odpor vodičů zavádí chybu menší, než je dovolená chyba.

Třívodičové schéma zapojení pro odporové snímače teploty:

Nejběžnější schéma zapojení používané pro měření na vzdálenost snímače od 3 do 100 m umožňující chybu cca 300 % v rozsahu do 0,5 stupňů, tzn. 0,5 C na 100 C.

Schéma čtyřvodičového připojení:

Obvykle se používá pro přesná měření s přesností 0,1 C a vyšší.

Spojitost (kontrola) odporových snímačů teploty:

Pro testování teplotních senzorů je zapotřebí konvenční tester, který ukazuje odpor pro senzory s odporem při nule stupňů do 100 ohmů včetně, optimální rozsah měření testeru je do 200 ohmů.

Vytáčení lze provádět při pokojové teplotě nebo při jiné předem známé teplotě v pracovní oblasti senzoru (například umístěním senzoru do nádoby se směsí vody a ledu 0 stupňů nebo varné konvice o teplotě přibližně, upraveno na tlak, 100 stupňů).

Při testování se zjišťuje, které vodiče jsou v blízkosti snímače zkratovány, odpor mezi takovými vodiči je obvykle výrazně menší než odpor snímače (jedná se o odpor mezi piny 1,3 a 2,4). Odpor mezi těmito svorkami se u standardních snímačů pohybuje od 0 do 5 Ohmů v závislosti na průřezu a délce připojovacích vodičů. Po nalezení vodičů s takovou hodnotou odporu můžeme jasně určit, které svorky kam připojit. U třívodičového obvodu jsou piny 1 a 3 ekvivalentní, tzn. pokud jsou zapojeny obráceně, měření to nijak neovlivní. Ve čtyřvodičovém obvodu jsou páry vodičů 1,3 a 2,4 navzájem ekvivalentní a v rámci páru jsou vodiče také navzájem ekvivalentní, tzn. první s třetím lze vzájemně zaměnit a druhý se čtvrtým lze zaměnit a celý pár 1,3 lze zaměnit s párem 2,4 to neovlivní výsledky měření.

Navíc se kontroluje, zda snímač funguje, tzn. udává odpor, který by měl při dané teplotě (měření mezi kolíky 1 a 2).

Tabulku hodnot odporu pro hlavní typy snímačů při různých teplotách naleznete zde.

Kromě toho se musíte ujistit, že snímač nezkratuje s tělem tepelného převodníku testováním odporu mezi vodiči a tělem snímače v rozsahu megaohmů (20 200 MOhm), přičemž se nemůžete dotýkat kontaktů těla , dráty a sondy rukama. Pokud tester nevykazuje nekonečný odpor na megaohmech, pak s největší pravděpodobností do pouzdra senzoru vnikl tuk nebo vlhkost. Takový senzor může nějakou dobu fungovat, ale přesnost naměřených hodnot se sníží, hodnoty mohou plavat.

Jak mohu připojit odporový snímač teploty, pokud jeho schéma zapojení neodpovídá schématu na zařízení?

Zvažme různé možnosti:

1. K dispozici je dvouvodičový snímač teploty

Pokud se tedy potřebujete připojit k zařízení s třívodičovým nebo čtyřvodičovým obvodem, můžete na kontakty zařízení nainstalovat jeden nebo dva propojky v místech, kde jsou připojeny zkratované vodiče. Na obrázcích 4 a 5 je to naznačeno propojkami na kolících 1,3 a 2,4.

Takové spojení nepochybně povede k chybě měření, a pokud vám ji přístroj neumožňuje kompenzovat, pak můžete pomocí běžného teploměru určit chybu čtení v požadovaném rozsahu měření a vypočítat úpravu, kterou je třeba přidat k odečtům. Tím se problém dočasně vyřeší a technologický proces se nezastaví.

2. K dispozici je třívodičové teplotní čidlo

Pokud takové čidlo připojíte pomocí dvouvodičového zapojení, doporučuje se pro snížení odporu připojovacích vodičů spojit dva zkratované vodiče u čidla k sobě (můžete také izolovat jeden ze zkratovaných vodičů a ne připojit nebo ukousnout nůžkami na drát). Snímač bude pracovat ve dvouvodičovém obvodu bez vnesení jakékoli další chyby.

Telefon: +7(495)960-92-41
Fax: +7(495)960-92-41

<img src=”https://owen.ru/forum/images/icons/icon1.png” />Odporové teploměry

Odporové teploměry (RT) – jedná se o teplotní čidla, jejichž princip činnosti je založen na změně elektrického odporu vlivem teploty. Jak zjistit, jaký typ vozidla potřebujete? Dnes se podíváme na hlavní charakteristiky nejčastěji používaných termistorů.

1. NSH je nejdůležitější charakteristika vozidla!

NSC (nominální statická charakteristika) – je funkce nebo tabulka hodnot, která definuje vztah „odpor – teplota“.

Obrázek ukazuje, že rozsah měření teploty závisí na NSC.
O čem nám NSH řekne? [/ COLOR]
• Odpor R0 (50 Ohm, 100 Ohm, 500 Ohm, 1000 Ohm)
• Materiál citlivého prvku (měď, platina)
• Teplotní koeficient α,
kde:
α=0,00428 ⁰С-1 ​​​​– pro 50 milionů/100 milionů
α=0,00391 ⁰С-1 ​​​​– pro 50P/100P
α=0,00385 ⁰С-1 ​​​​– pro Pt100/Pt500/Pt1000

2. Jaký odpor mám zvolit: 50 Ohm, 100 Ohm nebo 1000 Ohm?

Hlavním principem činnosti TS je změna odporu vlivem teploty.
Ale odpor citlivého prvku se přičítá k odporu komunikačních linek od snímače k ​​zařízení. Na základě toho je lepší použít TS s vyšším odporem, než je odpor komunikační linky. Proto je nejlepší 1000 ohmů.

ALE! Mnoho zařízení neumí s tímto typem NSC pracovat, proto je standardem 50 Ohm a 100 Ohm.
Dříve byly standardem 50ohmové senzory, protože k výrobě vyžadovaly méně materiálu než 100ohmové senzory.

3. Co je lepší: měď nebo platina?

Rozsah měření teploty závisí na materiálu citlivého prvku (SE)

• Měď: -50…+180 ⁰С
• Platina: -196…+500 ⁰С

Ale cena tepelného odporu závisí také na materiálu citlivého prvku: měděné jsou levnější, platinové jsou dražší.

Dalším faktorem, který je třeba vzít v úvahu při výběru materiálu, je stabilita a přesnost. GOST R 6651-2009 obsahuje tabulku znázorňující závislost třídy přesnosti na materiálu a rozsahu měření.

4. Jaký je rozdíl mezi 100P a Pt100?

Pro výrobu citlivých prvků existují následující technologie: vinutí/dráty a tenkovrstvé.

• 100P, používané ruskými výrobci, jsou vyráběny drátovou technologií. Tyto TS pracují v širším rozsahu, ale samotný snímač je poměrně objemný.
] • PT100 má tenkovrstvé citlivé prvky. Tenká vrstva kovu je nastříkána na keramický substrát, který tvoří vodivou dráhu, tzv. meandr. Tyto citlivé prvky mají malé rozměry, což umožňuje jejich použití v modelech s malými průměry. Technologie výroby umožňuje také výrobu 500- a 1000ohmových snímačů.

5. Jaká je přesnost?

] Toleranční třída určuje maximální přípustnou odchylku od jmenovité charakteristiky a tato odchylka je nastavena jako funkce teploty – při nule stupňů se zaznamenává nejmenší dovolená odchylka a s poklesem nebo zvýšením teploty se rozsah přípustných hodnot lineárně zvětšuje.
Existují 4 třídy tolerance: AA, A, B, C.

Graf ukazuje:
Třída tolerance B – obecný průmyslový design a je standardem v OWEN.
Třída tolerance A и AA – objednáno pro laboratorní měření.

6. Který výstupní signál je lepší: odporový, proudový nebo digitální?

Někdo může říci, že je to otázka vkusu, ale vše závisí na spolehlivosti a ceně. Spolehlivost je zvažována z hlediska odolnosti proti hluku:
• Proudový signál je odolnější vůči šumu než odporový signál.
• Digitální signál, jako je RS-485, je odolnější vůči rušení než aktuální signál.

Pokud jde o náklady, nejlevnější je „odpor“, aktuální je průměrná cena a „digitální“ je drahý.
Navíc, pokud si koupíte sadu zařízení, pak vám senzory s RS-485 umožní používat levnější PLC, protože nejsou potřeba analogové vstupy.

Cell Leader Sensors
Tel +7(495) 641-11-56 ext
Skype: z.chernova_owen
e-mailem: [email protected]