Collegamento dei sensori di temperatura

I sensori di temperatura sono elementi essenziali di molti dispositivi di misurazione. Misurano la temperatura dell'ambiente e dei diversi corpi. Questi dispositivi trovano largo impiego come misuratori di temperatura non solo in ambito produttivo e industriale, ma anche nella vita di tutti i giorni e in agricoltura, dove cioè le persone, per il loro tipo di attività, hanno la necessità di misurare la temperatura. E c'è sempre una domanda su come collegare correttamente un tale sensore in modo che il suo funzionamento sia accurato e privo di errori?

Per collegare il sensore di temperatura non è richiesto alcun lavoro complicato, l'importante qui è seguire esattamente le istruzioni, quindi il risultato avrà successo e la cosa più difficile che sarà necessaria per l'installazione è un normale saldatore.

Un sensore tipico è, come dispositivo completo, un cavo lungo più di 2 metri, all'estremità del quale è collegato direttamente il dispositivo di misurazione; differisce dal cavo per colore, solitamente nero. Collega il dispositivo a convertitore analogico-digitale, che converte il segnale analogico (corrente o tensione) dal sensore in digitale.

Uno dei pin del sensore è collegato a terra e l'altro è collegato direttamente al registro ADC con una resistenza di 3-4 ohm. Successivamente, l'ADC può essere collegato al modulo di acquisizione delle informazioni, che può essere collegato a un computer tramite un'interfaccia USB, dove con l'aiuto di un programma speciale è possibile eseguire determinate azioni in base ai dati ricevuti.

I programmi consentono di lavorare con le informazioni ricevute ed eseguire molte attività relative alla misurazione della temperatura. Molti moderni sistemi di acquisizione dati sono dotati di appositi display per il monitoraggio delle misure effettuate.

Nonostante l'apparente semplicità, i sensori di temperatura hanno schemi di connessione diversi, poiché spesso è necessario tenere conto degli errori associati alla resistenza dei fili.

Diamo un'occhiata a un esempio specifico. Il PT100 ha una resistenza di 100 ohm a una temperatura del sensore di 0 gradi Celsius. Se lo colleghi secondo il classico circuito a due fili, utilizzando un filo di rame con una sezione trasversale di 0,12 mmq, e il cavo di collegamento sarà lungo 3 metri, allora i due fili stessi avranno una resistenza di circa 0,5 Ohm , e questo darà un errore , perché la resistenza totale a 0 gradi sarà già di 100,5 ohm e questa resistenza dovrebbe essere al sensore a una temperatura di 101,2 gradi.

Possiamo vedere che potrebbero esserci problemi di errore dovuti alla resistenza dei fili di collegamento durante il collegamento a un circuito a due fili, ma questi problemi possono essere evitati. Per questo, alcuni dispositivi possono essere regolati, ad esempio, di 1,2 gradi.Ma tale regolazione non compenserà completamente la resistenza dei fili, poiché i fili stessi cambiano la loro resistenza sotto l'influenza della temperatura.

Supponiamo che alcuni dei fili si trovino molto vicino alla camera riscaldata, insieme al sensore, e l'altra parte sia lontana da essa e cambi la sua temperatura e resistenza sotto l'influenza di fattori ambientali nella stanza. In questo caso, la resistenza dei fili da 0,5 Ohm durante il riscaldamento ogni 250 gradi diventerà 2 volte maggiore, e questo deve essere preso in considerazione.

Per evitare errori, utilizzare una connessione a tre fili in modo che il dispositivo misuri la resistenza totale insieme alla resistenza di entrambi i fili, sebbene sia possibile tenere conto della resistenza di un filo, basta moltiplicarla in seguito per 2. Dopodiché, il alla somma viene sottratta la resistenza dei fili e rimane la lettura del sensore stesso. Con questa soluzione si ottiene una precisione piuttosto elevata, anche se la resistenza dei fili può risentirne notevolmente.

Tuttavia, anche un circuito a tre fili non può correggere l'errore associato a un diverso grado di resistenza dei fili a causa della disomogeneità del materiale, diverse sezioni trasversali lungo la lunghezza, ecc. Naturalmente, se la lunghezza del filo è piccola, l'errore sarà trascurabile e anche con un circuito a due fili le deviazioni nelle letture della temperatura non saranno significative. Ma se i fili sono abbastanza lunghi, la loro influenza è molto significativa. Quindi dovresti usare una connessione a quattro fili quando il dispositivo misura esclusivamente la resistenza del sensore, senza tener conto della resistenza dei fili.

Quindi un circuito a due fili è applicabile nei casi in cui:

• L'intervallo di misurazione non è superiore a 40 gradi e non è richiesta un'elevata precisione, è accettabile un errore di 1 grado;

• I fili di collegamento sono grandi e abbastanza corti, quindi la loro resistenza è relativamente piccola e l'errore del dispositivo stesso è approssimativamente commisurato a loro: lascia che la resistenza dei fili sia di 0,1 Ohm per grado e la precisione richiesta sia di 0,5 gradi, quella is , l'errore risultante è minore di quello consentito. Il circuito a tre fili è applicabile nei casi in cui le misurazioni vengono effettuate a distanze da 3 a 100 metri dal sensore e l'intervallo è fino a 300 gradi, con un errore consentito dello 0,5%.

Per misurazioni più accurate e precise, in cui l'errore non deve superare 0,1 gradi, viene utilizzato un circuito a quattro fili.

Un tester convenzionale può essere utilizzato per testare il dispositivo. La gamma per i sensori che hanno una resistenza di 100 ohm a 0 gradi è adatta solo da 0 a 200 ohm, questa gamma è disponibile per qualsiasi multimetro.

Il test verrà generato a temperatura ambiente, determinando quali fili del dispositivo sono in corto e quali sono collegati direttamente al sensore, quindi misurano se il dispositivo mostra una resistenza che dovrebbe essere secondo il passaporto a una certa temperatura. Alla fine, è necessario assicurarsi che non vi siano cortocircuiti sull'alloggiamento. convertitore termico, questa misurazione viene eseguita nell'intervallo dei megaohm. Per rispettare pienamente le misure di sicurezza, non toccare i cavi e la scatola con le mani.

Se durante il test il tester mostra una resistenza infinitamente alta, questo è un segno che grasso o acqua sono stati accidentalmente trovati nell'alloggiamento del sensore.Un tale dispositivo funzionerà per un po', ma le sue letture saranno fluttuanti.

È importante ricordare che tutti i lavori di collegamento e controllo del sensore devono essere eseguiti con guanti di gomma. Il dispositivo non deve essere smontato e se qualcosa è danneggiato, ad esempio, in alcuni punti non è presente l'isolamento dei cavi di alimentazione, tale apparecchiatura non deve essere installata. Durante l'installazione, il sensore potrebbe interferire con altri dispositivi che operano nelle vicinanze, quindi devono essere prima spenti.

In caso di difficoltà, affidare il lavoro ai professionisti. In generale, secondo le istruzioni, tutto può essere fatto in modo indipendente, ma in alcuni casi è meglio non rischiare. Dopo aver completato l'installazione, assicurati che il dispositivo sia fissato saldamente nel posto giusto, questo è molto importante. Ricordare che il sensore è estremamente sensibile all'umidità. Non eseguire lavori di installazione durante un temporale.

Eseguire di tanto in tanto controlli preventivi per assicurarsi che il sensore funzioni correttamente. In generale, la sua qualità dovrebbe essere alta, non risparmiare quando acquisti un sensore, un dispositivo di alta qualità non può essere molto economico, non è così quando devi cercare di risparmiare.