Температура оказывает огромное влияние на все природные элементы и процессы - от прорастания пшеничного зерна до резкого таяния антарктических ледников. Не менее важную роль температура играет и в нашей повседневной жизни. Это очень хорошо отражается в тепловых ощущениях тела и уровне комфорта окружающей среды. Для точного определения температуры жидкого, твердого или газообразного вещества существуют разнообразные температурные датчики, позволяющие измерять и контролировать температуру. Разумеется, каждый из них использует различные технологии и принципы для проведения максимально точных измерений. Однако они могут выходить из строя или даже отказывать по разным причинам, таким как коррозия, вибрация, калибровка или другие ошибки. В этой статье вы узнаете, как 4 наиболее широко используемых типа температурных датчиков могут предотвратить распространенные проблемы.
Оглавление:
Датчики температуры используются для различных целей практически во всех отраслях промышленности по всему миру. Их можно встретить как в повседневной жизни, так и в промышленности. По сути, датчики температуры обеспечивают входной сигнал в систему для определения приблизительной или точной температуры конкретного объекта или среды. Приведем лишь несколько примеров использования этих датчиков:
В промышленности - мониторинг различного оборудования и окружающей среды, например, при производстве бытовой техники.
Датчики температуры относительно просты и встречаются в оборудовании и устройствах различной степени сложности. Отклик и точность датчиков могут варьироваться от низких до экстремально высоких температур. Для того чтобы специалисты по обслуживанию систем могли грамотно выбирать различные технические решения в зависимости от характеристик системы и типа применения, необходимо понимать, на что делятся датчики температуры. Их можно сгруппировать следующим образом: термисторы; резистивные датчики температуры (RTD); термопары; полупроводниковые датчики. В следующих главах мы дадим более подробное представление о каждом из этих типов.
Термисторы, или терморезисторы, могут быть очень маленькими по размеру. В основном они состоят из чувствительного элемента, который может быть покрыт эпоксидной смолой или стеклом. Обычно они имеют 2 провода, предназначенные для подключения к электрической цепи. Они определяют температуру по изменению электрического сопротивления. Термисторы могут быть как NTC, так и PTC. Их стоимость чаще всего невысока. PTC-термисторы встречаются редко, так как изготавливаются из специальных материалов, которые могут использоваться при высоких перепадах температур. Наиболее эффективный рабочий диапазон составляет от -50 до 250 °C для стеклянных термисторов или 150 °C для обычных термисторов.
Терморезисторы также известны как резистивные датчики температуры (RTD) и работают аналогично термисторам. Температура измеряется с помощью омного сопротивления. Как и термисторы, резистивные датчики температуры подключаются к цепи, но имеют гораздо более широкий температурный диапазон. Они также могут измерять экстремальные температуры.
Приборы RTD состоят из пластиковой или металлической проволоки, если требуется большая точность. Проволока обернута вокруг керамического или стеклянного сердечника. Самые точные ТДС изготавливаются из платины, в то время как некоторые из самых дешевых - из меди или никеля. ТДС из платины обеспечивают очень точный линейный выход в диапазоне от -200 до 600 °C и, конечно, стоят гораздо дороже.
Эти полупроводниковые датчики чаще всего используются в интегральных схемах (ИС). С помощью двух одинаковых диодов с термочувствительной характеристикой напряжения и тока отслеживаются изменения температуры. Они обеспечивают линейный отклик, но следует признать, что у них самая низкая точность среди основных типов датчиков. Напротив, эти температурные датчики также имеют самый медленный отклик в самом узком диапазоне температур. Диапазон температур от -70 °C до 150 °C.
Термопара - это датчик для измерения температуры. Все очень просто - два провода из разных металлов соединяются или спаиваются в точке, называемой термопереходом. Чтобы измерить температуру с помощью термопары, эта точка термоперехода должна быть прикреплена к поверхности, на которой измеряется температура. Изменение температуры генерирует напряжение, которое используется в качестве ссылки на температурный стол, который в конечном итоге выдает фиксированную температуру. Термопары широко используются в различных отраслях промышленности, а также в научных проектах.
Наиболее популярные области применения термопар - промышленный сектор, сталелитейные заводы, энергетика, фармацевтика, биотехнологии, производство цемента и переработка нефти и газа.
Термопары имеют большой температурный диапазон, например от -200 до 1750 °C, и относительно низкую стоимость, что делает их популярным выбором во многих отраслях промышленности. Два разных металла или сплава образуют различные типы термопар. Каждая комбинация имеет свои свойства и области применения.
| Тип термопары | Диапазон t° для краткосрочного использования | Диапазон температур длительного использования |
|
Тип B |
0 – 1820 °C | 200 – 1700 °C |
|
Тип E |
-40 – 900 °C | 0 – 800 °C |
|
Тип J |
-180 – 800 °C | 0 – 750 °C |
|
Тип K |
-180 – 1300 °C | 0 – 1100 °C |
|
Тип N |
-270 – 1300 °C | 0 – 1100 °C |
|
Тип R |
-50 – 1700 °C | 0 – 1600 °C |
|
Тип S |
-50 – 1750 °C | 0 – 1600 °C |
|
Тип T |
-250 – 400 °C | -185 – 300 °C |
При выборе датчиков температуры мы рекомендуем вам обратить внимание на следующие аспекты:
Диапазон температур - многие датчики температуры могут обеспечивать различные типы и диапазоны измерений, но не все диапазоны будут одинаково точными. Перед покупкой конкретного датчика температуры мы рекомендуем проверить его диапазон и сопоставить его с потребностями вашего проекта.
Точность и стабильность - вероятно, вам также необходима определенная степень точности и стабильности. Необходимо учитывать следующие аспекты, так как, например, термопары имеют более высокую вариацию долгосрочной стабильности, чем ТДС и термисторы. Термисторы NTC обычно имеют самую высокую точность, если они покрыты стеклом.
Размер рабочего места - иногда размер рабочего места также может быть фактором при выборе датчика температуры. Если пространство ограничено, то логично будет выбрать датчик меньшего размера.
Мы хотели бы подчеркнуть, что ZTF Lāsma предлагает широкий ассортимент датчиков температуры. Чаще всего используются термопары и термисторы, но есть также бесконтактные, цифровые, кварцевые и различные другие комбинированные датчики температуры.
Многие из датчиков производятся такими компаниями, как Nivelco, Pixsys, Czaki, Aplisens, Seneca и другими. Ознакомьтесь с полным ассортиментом наших датчиков температуры на сайте lasma.eu или свяжитесь с нами.
Посмотреть температурные датчики на складе можно здесь:
Другие статьи и видео о датчиках температуры:
