Znak-ekb.ru

Автомобильный журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какое сопротивление у японских датчиков забортной температуры

Измерение температуры. Датчики термосопротивления

Конструктивно датчики термосопротивления представляют собой катушку, намотанную очень тонкой (0,05 или 0,063) медной или платиновой проволокой. Катушка помещается внутрь завальцованной с одной стороны металлической гильзы с герметизирующей засыпкой или заливкой, имеющей электрическое сопротивление более 10 МОм. Выводы катушки соединены с клеммами, расположенными в головке датчика. Совокупность катушки, гильзы и клемм называется чувствительным элементом. Все остальное – корпусом или головкой датчика. По сути дела, датчик термосопротивления является переменным резистором, сопротивление которого меняется по определенному закону в зависимости от температуры среды. Закон изменения сопротивления зависит от градуировки датчика. С эксплуатационной точки зрения можно считать, что закон изменения сопротивления является линейной функцией.

Любая линейная функция, как известно, описывается двумя точками. В случае датчика термосопротивления первой точкой является точка R0 (сопротивление датчика при 0°С), второй точкой – W100 (коэффициент определяющий сопротивление датчика при 100°С).

Основными градуировками датчиков термосопротивления являются 50М, 50П, 100М, 100П, Pt100, 500М и 500П. Цифра в обозначении градуировки указывает на сопротивление датчика в омах при 0°С, то есть определяет упомянутую ранее точку R0. Буква в обозначении указывает на материал проволоки чувствительного элемента (М – медь, П и Pt — платина). Датчики градуировки 100П и Pt100 несмотря на одинаковое R0 и материал проволоки все же имеют разные характеристики. Это различие определяется коэффициентом W100. Платиновые датчики градуировки 100П отечественного производства чаще всего имеют коэффициент W100=1,3910 или W100=1,3850, медные датчики отечественного производства имеют W100=1,4280. Импортные платиновые и медные датчики термосопротивления имеют W100=1,3850 и W100=1,4260 соответственно. Коэффициент W100 показывает во сколько раз измениться сопротивление R0 датчика термосопротивления при его нагревании с 0 до 100°С.

Так сопротивление датчика градуировки 100П с W100=1,3910 при температуре чувствительного элемента равной 100°С составит:

R100=R0*W100=100(Ом)*1,3910=139,10(Ом)

Таким образом, для прикидочных расчетов, можно принять что на 1 Ом сопротивления датчиков градуировок 100П и Pt100 приходиться 2,5°С. Так при сопротивлении датчика 108 Ом измеряемая им температура равна 20°С. Измерение сопротивления датчика можно производить любым мультиметром, предварительно отсоединив от датчика соединительные провода, чтобы исключить влияние вторичного прибора. Для более точного определения температуры по сопротивлению датчика можно воспользоваться градуировочными таблицами. Для измерения температуры природного и технических газов наиболее часто применяются датчики 50М и 100М, а для измерения температуры воды и пара — 100П и 500П.

С 1 января 2008 года вступил в силу новый ГОСТ Р 8.625—2006 на датчики термосопротивления. Этот ГОСТ отменил понятие W100, заменив его на коэффициентом «альфа». Кроме того, ГОСТ Р 8.625—2006 установил однозначное соответствие между типом чувствительного элемента (М, П или Pt) и коэффициентом «альфа». Так для элемента 50М (100М и т.д) значение «альфа» равно 0,00428, что соответствует старому обозначению W100=1.428, для элемента Pt100 «альфа» равно 0,00385 (W100=1.385), для элемента 100П «альфа» равно 0,00391 (W100=1.391). Поэтому значение «альфа» и W100 в заводских паспортах и на шильдиках новых датчиков термосопротивления могут не указываться.

Подключение датчиков термосопротивления производиться по двух, трех или четырех проводной схеме. Двухпроводная схема подключения используется крайне редко, так как в этом случае сопротивление соединительных проводов вносит существенную погрешность в измерение. Наиболее часто используется трехпроводная схема подключения – именно по этой схеме датчики термосопротивления подключаются к контроллерам Siemens серии S300 как впрочем и к контроллерам других серий и других производителей. Четырехпроводная схема в основном используется при подключении датчиков термосопротивления к приборам технического и коммерческого учета потребления энергоресурсов, где важно максимально точное измерение температуры. Именно при четырехпроводной схеме осуществляется полная компенсация сопротивления соединительных проводов и наибольшая точность показаний. Датчики термосопротивления чаще всего имеют четыре клеммы для подключения соединительных проводов, широко распространены и датчики с тремя клеммами. Датчики с двумя клеммами встречаются редко и, как правило, они имеют соединительные провода фиксированной длины заводского изготовления, с помощью которых датчик присоединяется к вторичному прибору.

Погрешность измерения температуры ΔТ при применении двухпроводной линии связи датчика термосопротивления с вторичным прибором может быть рассчитана по следующей формуле.

Увеличение длины линии связи L приводит к возрастания погрешности, применение провода с большим сечение жилы S приводит к уменьшению погрешности. Удельное сопротивление меди ρ равно 0,0171 Ом*мм2/м. Через множитель 2 учитывается суммарное сопротивление обоих (двух) жил кабеля.

Коэффициент К зависит от градуировки применяемого датчика термосопротивления. Коэффициенты К, приведенные в таблице, были рассчитаны для W100=1,391 (платиновые датчики) и W100=1,428 (медные датчики).

Как видно из таблицы при двухпроводной линии связи с датчиком термосопротивления целесообразно применение провода с большим сечением жилы. Расчет выполнен для одножильных и многожильных проводов и кабелей 3 класса (по ГОСТ 22483-77). Реальная погрешность вносимая в результат измерения двухпроводной линией связи с длиной отличной от 10 метров будет отличаться от расчетной табличной величины.

Читать еще:  Отогреть датчик температуры на киа сид 2010

В случае применения двухпроводной схемы подключения, предпочтительнее использовать датчики сопротивлением 100 или даже 500 Ом, так как сопротивление соединительных проводов в этом случае, вносит меньшую погрешность в результат измерения температуры, чем при применении 50-омного датчика. В некоторых случаях целесообразнее использовать встроенный в головку датчика нормирующий преобразователь.

При подключении датчика температуры к контроллеру Siemens S300 может возникнуть следующая ситуация. При ослаблении контакта от одного или нескольких выводов термометра сопротивления, например, в проходной клеммной коробке наблюдается рост показаний температуры. Причем возрастание показаний температуры происходит медленно и так же медленно потом уменьшается в зависимости от того, как изменяется сопротивление самого термометра. То есть все указывает на то, что происходит реальный нагрев датчика. Но при измерении сопротивления датчика цифровым мультиметром видно, что на самом деле датчик имеет температуру меньшую, чем показывает контроллер. Протяжка всех клеммных соединений устраняет данную проблему.

Платиновые датчики термосопротивления ТСП и Pt100 теоретически имеют диапазон измеряемых температур от -200 до 1100°С. Наиболее распространены датчики с диапазоном -50…350°С. Работа датчиков термосопротивления в этом диапазоне обеспечивает измерение температуры воды, пара и всевозможных технических газов, получивших распространение в промышленности и не требует применения специальных жаростойких марок сталей при их изготовлении. Медные датчики способны работать в диапазоне -200…200°С. Выпускаемые промышленностью датчики ТСМ имеют температурный диапазон -50…150°С. Для того чтобы датчик термосопротивления можно было заменить, выкрутив из трубы, не перекрывая трубопровод при их монтаже используют защитные гильзы (стаканы). Защитная гильза также предохраняет термометр сопротивления от высокого давления и скоростного напора в трубопроводе.

Гильза вкручивается в вваренную в трубопровод бобышку, а уже в нее вставляется датчик термосопротивления и фиксируется гайкой. Для лучшего теплообмена внутрь гильзы должно быть залито масло. У некоторых датчиков стакан является конструктивной единицей корпуса датчика, поэтому такой датчик вворачивается напрямую в бобышку. При выходе из строя датчика его чувствительный элемент вынимается из корпуса и заменяется новым. Корпус при этом остается на месте и герметичность трубопровода не нарушается. При измерении температуры агрессивных сред на поверхность защитной гильзы наносят полимерное защитное покрытие. Для измерения температуры свыше 300°С как правило используют термопары.

Дополнительную информацию вы можете найти в разделе «Вопрос-ответ».

Посмотреть другие статьи в том числе про измерение температуры.

Рукопопим датчик забортной температуры

Добрый вечер, пикабутяне.
В прошлый понедельник с утра обнаружил, что на улице -28. Ну по крайней мере так считал датчик забортной температуры. На самом деле на тот момент было около 5 в плюс. Казалось бы и фиг бы с ним, но не все так просто. на этот датчик оказался завязан блок климата и он категорически отказывался включать кондей в такие морозы. (((
Поглядев сколько стоит новый я растроился: за новую коробочку с 2 проводками просят 30$.
Мой внутренний еврей, сев на жабу-душителя, сказал: вспоминай школьный курс физики!
Прочитав документацию по датчику, я купил термистр на 3,3 кОм и резистр на 12 кОм.
Достал из зеркала датчик.
Попытался достать внутренности расковыряв ножом корпус т.к. нужен корпус.

Не ковыряется. психанул и расфигарил паяльником. )))

Вот такой франкенштейн будет новым датчиком.

Офигеть! Оно работает))))

Как итог:
новый датчик 30$
мой франкенштейн 0,44$

Найдены возможные дубликаты

Я бы такое качество пайки постеснялся выкладывать.

Так не то что выкладывать, паять — уже не по себе.

Блин, я думала хуже меня паять невозможно )))

редко, что-то крупное, ибо толком не умею; почти 50; да, почти 25 лет

Мне стало плохо! Поставьте «клубничку» и «жесть».

Мда блять. Паяешь ты нечасто, походу.

Как такую пайку «развидеть»?

Соплей накидал, а не спаял!

АААА, чувак, там же ничего не припаяно.

Ща тебе местные рыцари паяльника все выскажут)) И за криворукость и за жуткие ногти

Идея на отлично. Пайка на.

Грустный ремонт авто, который ещё может окончиться приемлемой концовкой

Написал коммент
#comment_151614550
человек попросил пост. Вот пишу.

Пробег приближался к 300 тыс. Полтора года машина так или иначе проявляла не очень хорошие признаки. Ослабла тяга, чёрный дым (дизель), масло в патрубке интеркуллера после турбины и избыточные газы в карцере и под клапанной крышкой. Сам не особо рублю фишку в машинах, поэтому за это время на*бали обшутили меня не один раз. Я философски считаю это расходами на обучение азам профессии автомеханика.
За полтора года периодических диагностик и попыток привести всё в норму, много чего заменил, но основная проблема никуда не ушла. Примерно год назад друг познакомил меня с неплохим по его словам автомехаником с опытом ремонтов похлеще моего. Зовут товарища моториста Максимом. Я уже обращался к нему несколько раз по не очень серьезным вопросам, в принципе всё решал, но иногда затягивал по времени или по несколько дней игнорил звонки, что меня лично сильно раздражало. Но в принципе после него повторно ничего не ломалось, и брал он адекватные деньги за свою работу. В этот раз я снова обратился к Максу (к кому же ещё, ведь его основное направление как раз ремонт моторов). По совокупности факторов Максом было предожено вскрыть двигатель, планировали заменить только поршневые кольца. Но после подъёма головы, оказалось, что блок цилиндров уже прилично износился, поэтому надо его точить и ставить ремонтные поршни. Я полностью положился на проффесионализм Максима т.к. абсолютно не имел времени контролировать всё. Только слушал отчёты по телефону, съел фото и видео в Вайбере, пару раз в гараж подъезжал конечно, когда он хотел что-то продемонстрировать воочию, ну и иногда пересекались, когда я давал очередную сумму на запчасти. Было много всего, то прокладку ждать месяц под заказ, то болт коленвала не открутить, пришлось к нему приварить рычаг, после чего он уже точно под замену, а именно такой болт опять же ждать из заграницы, хорошо я сам нашёл его по наличию за 300 км, но созвонился с продавцом (какой-то ИП), положил ему денег на телефон, а он передал с маршруткой этот уникальный болт, цена которому три копейки, но он редкий. И много чего ещё, если интересно кому, то в комментариях по возможности отвечу.
По итогу машина была мне отдана через два долгих месяца. Она вроде и заводится, и едет, но тяга как-то ещё хуже стала, а масло из сопуна пёрло даже больше чем до ремонта. Это уже меня насторожило. Макс сказал, что после обкатки примерно 700 км всё придёт в норму. Я ездил на оборотах 1700-1800 одну тысячу км, потом ещё пол тысячи не поднимал обороты выше 2000. Ничего в лучшую сторону не изменилось, а вот хуже со временем становилось. После тысяч 7 из выхлопухи дым шёл такой, что я абсолютно не переживал, что мне кто-то въедет в задницу – за мной все добровольно держали дистанцию сверх всех норм ПДД.

Читать еще:  Что будет если заварить редуктор

Как проверить датчик температуры наружного воздуха на LADA

На всех современных автомобилях LADA в зависимости от комплектации может устанавливаться внешний датчик температуры воздуха, которые передает показания на панель приборов. Если комбинация приборов показывает неверные значения температуры за бортом, то возможно неисправен этот датчик. Перед заменой выполните его проверку при помощи мультиметра.

Где находится датчик температуры воздуха:

  • на Лада Гранта/Калина/Приора в нижней поперечине кузова (фото);
  • на Лада Веста/XRAY в левом нижнем углу дефлектора радиатора охлаждения двигателя (фото).

Для его снятия в некоторых случаях может потребоваться демонтировать передний бампер и защиту двигателя.

Как проверить датчик температуры окружающей среды? Самый простой способ — это заменить датчик на заведомо исправный. При наличии омметра можно замерить сопротивление на его выводах и сверить его с данными из таблицы:

Температура, о CСопротивление, Ом
-40100922,67±2,96
-3053046,93±2,49
-2029092,08±2,13
-1016567,33±1,68
9773,24±1,21
+105953,85±1,73
+203737,33±2,11
+302411,98±2,39
+401594,92±2,65

На автомобиле Лада Веста для проверки датчика предлагается собрать электрическую схему:

Затем подать на датчик напряжение U=3,2 В ±1% через постоянное сопротивление R=4420 Ом ±1%, что имитирует комбинацию приборов. По напряжению Ux определите сопротивление датчика. Данные для проверки в таблице:

Температура, о CНапряжение Ux, ВСопротивление, Ом
3,0657±0,0347100 922,67±2983,4
2,7779±0,036029 092±620,62
2,2035±0,03109 773±118,4
+101,8366±0,03275 953±102,76
+201,4661±0,03233 737±78,97
+301,1297±0,02952 411±57,6
+400,8485±0,02571 594±42,29
+450,7307±0,02361 307±36,4

Рекомендации производителя: Проверку датчика проводите путем погружения датчика в резервуар с силиконовой жидкостью определенной температуры, после 3 минут выдержки осуществляйте замер напряжения Ux.

Примечание: Летом в пробках показания температуры наружного воздуха могут быть завышены, т.к. датчик не обдувается воздухом, и нагревается от горячего асфальта и двигателя.

Если на приборной панели не показывает температуру окружающего воздуха и датчик исправен, значит есть обрыв в проводке или плохой контакт.

Читать еще:  Рено сандеро спидвей колеса

Напомним, ранее мы рассматривали, как самостоятельно установить датчик температуры наружного воздуха.

Датчики температуры

Принцип работы

Термометры сопротивления (терморезисторы, термосопротивления)

Термометр сопротивления (Resistance Thermometer) — датчик для измерения температуры, принцип действия которого основан на зависимости электрического сопротивления от температуры.

Термосопротивления могут быть металлические (платина, никель, медь) или полупроводниковые.

Для большинства металлов температурный коэффициент сопротивления положителен — их сопротивление растёт с ростом температуры. Для полупроводников без примесей он отрицателен — их сопротивление с ростом температуры падает.

Термисторы

Термисторы – это полупроводниковые термосопротивления с большим температурным коэффициентом.

  • PTC-термисторы (Positive Temperature Coefficient), обладают свойством резко увеличивать свое сопротивление, когда достигнута заданная температура – широко используются для защиты двигателей
  • NTC-термисторы (Negative Temperature Coefficient), обладают свойством резко уменьшать свое сопротивление при достижении заданной температуры

PT100, PT1000

Платиновые термометры сопротивления (Platinum Resistance Thermometers) обладают высокой стойкостью к окислению и большой точностью измерения.

Кремниевые терморезисторы с положительным коэффициентом сопротивления, отличаются высокой линейностью характеристики, высоким быстродействием, надёжной твёрдотельной конструкцией и небольшой стоимостью.

Схемы включения термосопротивления в измерительную цепь

  • 2-х проводная схема используется там, где не требуется высокой точности, так как сопротивление присоединительных проводов суммируется с измеренным сопротивлением, что приводит к появлению дополнительной погрешности
  • 3-х проводная схема обеспечивает значительно более точные измерения, т.к. появляется возможность измерить сопротивление подводящих проводов и вычесть его из суммарного измеренного сопротивления
  • 4-х проводная схема — наиболее точная схема, обеспечивает полное исключение влияния подводящих проводов

Сравнение термометров сопротивления с термопарами

  • выше точность и стабильность
  • можно исключить влияние сопротивления присоединительных проводов на результат измерения при использовании 3-х или 4-х проводной схемы измерений
  • практически линейная характеристика
  • не требуется компенсация холодного спая
  • малый диапазон измерений
  • не могут измерять высокую температуру.

Термопары

Термопара (Thermocouple) — это два проводника из разных металлов, спаянные в одной точке. Эта точка измерения температуры называется — рабочий спай. Свободные концы называются холодным спаем. Если рабочий спай нагреть относительно холодного спая, то между свободными концами возникает напряжение (термо-ЭДС), пропорциональное разности температур.

Так как с помощью термопары всегда измеряется разность температур, то, чтобы определить температуру точки измерения, свободные концы у холодного спая должны содержаться при известной неизменной температуре.

Подключение к ПЛК

Холодные концы подключаются (непосредственно или с помощью компенсационных проводов, которые должны быть выполнены из тех же металлов, что и термопара) к клеммам соответствующего аналогового входа (с соблюдением полярности!) промышленного контроллера, который программно выполняет компенсацию температуры холодного спая и рассчитывает температуру в точке измерения.

При внутренней компенсации контроллер использует температуру модуля, к которому подключена термопара. При более точной внешней компенсации эталонная температура холодного спая измеряется с помощью дополнительного термометра сопротивления, который подключается к специальному входу контроллера.

Типы термопар

  • K: хромель-алюмель
  • J: железо-константан
  • S, R: платина-платина/родий и др.

Термопары отличаются диапазоном измеряемых температур и погрешностью измерений.

Преимущества термопар

  • Большой температурный диапазон измерения
  • Измерение высоких температур.

Недостатки

  • Невысокая точность
  • Необходимость вносить поправку на температуру холодного конца.

Термостаты

Термостат (Thermostat) – это регулятор, который поддерживает постоянную температуру воздуха или жидкости в системах отопления, кондиционирования и охлаждения.

Как выбрать

Измеряемая среда

  • Измеряемая среда (выхлопные газы, морская вода, бензин и т.п.)
  • Диапазон рабочих температур измеряемой среды
  • Давление измеряемой среды
  • Скорость потока измеряемой среды.

Окружающая среда

  • Температура окружающей среды
  • Влажность
  • Наличие агрессивных сред
  • Взрывоопасная зона.

Первичный преобразователь

Чувствительный элемент (сенсор)

  • Тип датчика:
    • термосопротивление (Pt, Ni.)
    • термопара
  • Класс точности.

Способ монтажа защитной арматуры в резервуары и трубопроводы:

  • фланцевый (размер)
  • резьбовой (шаг)
  • приварной
  • асептическое (гигиеническое) присоединение.

Схема электрического подключения для терморезистора:

  • 2-х проводная
  • 3-х проводная
  • 4-х проводная.

Защитная трубка (гильза)

  • Материал
  • Длина погружаемой части датчика
  • Диаметр
  • Гигиеническая конструкция.

Соединительные кабели:

  • Длина
  • Материал.

Соединительная головка:

  • Степень защиты корпуса
  • Материал (алюминий, нержавеющая сталь, пластик)
  • Тип кабельного ввода
  • Материал электрических контактов (позолоченные).

Преобразователь

  • Тип преобразователя:
    • встраиваемый в соединительную головку (Head)
    • для монтажа на DIN-рейку
    • для полевой установки на кронштейне, с индикатором
  • Тип подключаемого датчика:
    • термосопротивление
    • термопара
    • универсальный
  • Количество подключаемых датчиков к одному преобразователю
  • Вычисление (при подключении нескольких датчиков)
    • среднего значения
    • разности температур
  • Схема электрического подключения:
    • 2-х проводная
    • 3-х проводная
    • 4-х проводная
  • Точность измерения
  • Повторяемость измерения
  • Цикл измерения
  • Единицы измерения
  • Характеристика:
    • линейная
    • программируемая
  • Смещение нулевой точки
  • Контроль:
    • обрыва линии
    • короткого замыкания
  • Питание
  • Выходной сигнал:
    • токовый 4..20мА
      • гальваническая изоляция
      • сигнал ошибки
      • защита от обратной полярности
    • HART
    • PROFIBUS PA
    • Foundation Fieldbus.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector