Биметаллический датчик температуры
Биметаллические датчики температуры
Содержание лекции:
Приборы автоматики
Биметаллические датчики температуры (рис. 1) являются командными органами устройств, регулирующих температуру в охлаждаемых камерах. Чувствительным элементом датчика служит биметаллическая спираль (1), неподвижный конец которой укреплен на стойке (9). При изменении температуры окружающей среды свободный конец чувствительного элемента перемещается, в результате чего происходит замыкание или размыкание контактов. Подвижной контакт (5) находится на свободном конце спирали и соприкасается с неподвижным контактом (4). Магнит (2) и якорь (6) предохраняют контакты от обгорания. Четкость срабатывания контактов некоторых датчиков достигается применением пружинного контакта. Датчик устанавливают на заданную температуру при помощи устройства, состоящего из рычага (8) с ручкой (10), которая насажена на ось (7).
Принцип действия биметаллического датчика температуры основан на том, что при повышении температуры биметаллическая спираль разворачивается и подвижной контакт прижимается к неподвижному, замыкая электроцепь. С понижением температуры спираль сворачивается, отрывает контакт (5) от контакта (4) и цепь размыкается.
При повороте рукоятки (10) кулачок оси (7) отжимает рычаг (8) и расстояние между контактами изменяется. Дифференциал прибора устанавливается вращением винта (3) в пределах от 1 до 5° С, а у датчика ДТКМ – от 2 до 8° С.
Все элементы датчика смонтированы на диэлектрическом основании и закрыты съемной крышкой.
Рис. 1 – Датчик температур ДТК-3
Датчики температур фирмы «Данфосс» установлены над дверным проемом в каждом грузовом вагоне 12- и 5-вагонной секции и в автономных вагонах. Датчик типа Т-3 предназначен для регулирования температуры в вагоне при охлаждении, а типа Т-14 – при отоплении. Конструктивно биметаллические датчики выполнены одинаково и отличаются только шкалами температур.
Они представляют собой двухпозиционные приборы с дистанционными термобаллонами (рис. 2). В корпусе (18) находится сильфон (11), который соединен капиллярной трубкой (12) с термобаллоном (6). При повышении температуры давление в термобаллоне увеличивается, в результате чего шпиндель (5) перемещается вверх, преодолевая натяжение пружины (2) до тех пор, пока гайка (10) и рычаг (13) не замкнут выключатель. При понижении температуры давление в системе уменьшится и шпиндель опустится. В этом случае упор (8) нажмет на рычаг (13) и разомкнет цепь.
Рис. 2 – Датчик температур с термобаллоном
Биметаллический датчик настраивают на температуру размыкания по шкале, регулируя сжатие пружины (2) поворотом головки (1). Настройка гайки (10) определяет дифференциал прибора. Установка дифференциала заключается в изменении расстояния между упором (9) на гайке и заплечиком (7).
Соосность шпинделей (3) и (5) сохраняется благодаря направляющему штифту (4). Кабель проходит через втулку (16) и присоединяется к клеммам (14) и (15). Винт (17) служит проходной клеммой при последовательном соединении нескольких приборов.
Датчики Т-3 применяют также для регулирования температуры рассола. В этом случае датчик оборудуют сальником для непосредственной установки термобаллона в резервуар с рассолом.
Датчик температуры
2.1. Классификация датчиков температуры
Датчик температуры - это устройство, непосредственно принимающее, преобразующее измеряемую величину в сигнал для последующей передачи его на приборы или управляющее воздействие. Датчик предназначен для измерения температуры в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности.
К датчикам температуры относят:
термопары;
интегральные датчики;
биметаллические;
диодные датчики;
термисторы;
пирометры;
кремниевые;
интегральные термостаты.
Термопара
Термопара нашла свое широкое применение для измерения температуры различных объектов, а также в автоматизированных системах управления и контроля. Измерение температуры с помощью термопар получило широкое распространение из-за надежной конструкции, которое имеет датчик температуры этого вида, возможность работать в широком диапазоне и дешевизны. К числу достоинств относятся также малая инерционность, возможность измерения малых разностей температур. Термопары незаменимы при измерении высоких температур в агрессивных средах.
Термопары относятся к классу термоэлектрические преобразователи, принцип действия которых основан на явлении Зеебека: если спаи двух разнородных металлов, образующих замкнутую электрическую цепь, имеют неодинаковую температуру, то в цепи протекает электрический ток. Изменение знака у разности температур спаев сопровождается изменением направления тока. Под термоэлектрическим эффектом понимается генерирование термоэлектродвижущей силы (термо ЭДС), возникающей из-за разности температур между двумя соединениями различных металлов и сплавов.
Соединенные между собой концы термопары, погружаемые в среду, температура которой измеряется, называют рабочим концом термопары. Концы, которые находятся в окружающей среде, и которые обычно присоединяют проводами к измерительной схеме, называют свободными концами. Температуру этих концов необходимо поддерживать постоянной. При этом условии термо-ЭДС Ет будет зависеть только от температуры T1 рабочего конца.
Uвых = Eт = С(Т1 – Т0),
где С – коэффициент, зависящий от материала проводников термопары.
Создаваемая термопарами ЭДС сравнительно невелика: она не превышает 8 мВ на каждые 100 0С и обычно не превышает по абсолютной величине 70 мВ. Термопары позволяют измерять температуру в диапазоне от –200 до 2200 0С.
Наибольшее распространение для изготовления термоэлектрических преобразователей получили платина, платинородий, хромель, алюмель.
Термопары имеют следующие преимущества: простота изготовления и надёжность в эксплуатации, дешевизна, отсутствие источников питания и возможность измерений в большом диапазоне температур.
Наряду с этим термопарам свойственны и некоторые недостатки - меньшая, чем у терморезисторов, точность измерения, наличие значительной тепловой инерционности, необходимость введения поправки на температуру свободных концов и необходимость в применении специальных соединительных проводов.
Термопара типа ТХА, ТХК, ТПП и пр. состоит из двух спаянных на одном из концов проводников, изготовленных из металлов, обладающих разными термоэлектрическими свойствами. Спаянный конец, называемый «рабочим спаем», погружается в измеряемую среду, а свободные концы («холодный спай») подключаются ко входу измерителей, регуляторов. Если температуры «рабочего» и «холодного спаев» различны, то вырабатывается термоЭДС, которая и подается на прибор. Поскольку термоЭДС зависит от разности температуры двух спаев датчика, то для получения корректных показаний необходимо знать температуру «холодного спая», чтобы скомпенсировать эту разницу в дальнейших вычислениях.
В модификациях входов, предназначенных для работы с термопарами ТХА, ТХК (термопреобразователями сопротивления ДТС типа ТСП и ТСМ, термоэлектрическими преобразователями, датчиками температуры, термосопротивлениями) предусмотрена схема автоматической компенсации температуры свободных концов. Датчиком температуры «холодного спая» служит полупроводниковый диод, установленный рядом с присоединительным клеммником.
Подключение термопар ТХА, ТХК (термопреобразователей сопротивления ДТС типа ТСП и ТСМ, термоэлектрических преобразователей) к датчику температуры (термопреобразователю) должно производиться с помощью специальных компенсационных (термоэлектродных) проводов, изготовленных из тех же материалов. Допускается использовать провода из металлов с термоэлектрическими характеристиками, аналогичными характеристикам материалов электродов термопары в диапазоне температур 0..100 °С. При соединении компенсационных проводов с термопарами (термоэлектрическими преобразователями, термопреобразователями сопротивления) и прибором необходимо соблюдать полярность.
Во избежание влияния помех на измерительную часть прибора рекомендуется экранировать линию связи прибора с датчиком. При нарушении указанных условий могут иметь место значительные погрешности при измерении.
Общая схема подключения термопары
Интегральные датчики температуры
Интегральные датчики температуры отличаются от других типов термодатчиков тем, что работают в диапазоне, обычно ограниченном температурой от -55 до 150°С. Часть интегральных датчиков температуры имеет указанный диапазон измерения, часть имеет более узкий диапазон, что обусловлено либо используемым типом корпуса, либо сделано для снижения стоимости. Самой главной отличительной особенностью интегральных датчиков по сравнению с другими типами датчиков температуры является их богатая функциональность. Интегральный кремниевый датчик температуры включает в себя термочувствительный элемент - первичный преобразователь температуры и схему обработки сигнала, выполненные на одном кристалле и заключенные в единый корпус. В отличие от использования термопар, в данном случае отсутствует необходимость разрабатывать схему компенсации холодного спая и схему линеаризации выходного сигнала. Также нет необходимости разрабатывать и применять внешние схемы компараторов или АЦП для преобразования аналоговых сигналов в логические уровни или цифровой код на выходе - все эти функции уже встроены в некоторые серии интегральных датчиков температуры.
Датчики температуры NSC можно разделить на пять групп:
датчики температуры с аналоговым выходом;
датчики температуры с цифровым выходом;
термостаты;
датчики температуры с выносным диодом;
датчики температуры с функциями управления.
Датчики температуры с выходом по напряжению могут иметь различную градуировку - по шкале Кельвина либо по шкале Цельсия. Датчики LM135, LM235, LM335 имеют выходное напряжение пропорциональное абсолютной температуре с номинальным значением температурного коэффициента составляющим 10 мВ/°К. При этом номинальное выходное напряжение при 0°С составляет 2,73 В, и 3,73 В при 100°С. Обычно эти датчики включаются по схеме, представленной на рисунке 1. Третий вывод позволяет осуществлять подстройку точности, для этого используется подстроечный резистор. Температурная погрешность датчика LM135 без использования подстроечного резистора в диапазоне температур измерения -55...150°С составляет ±2,7°С, а с внешним подстроечным резистором уменьшается до ±1°С в рамках всего рабочего диапазона.
Типовая схема включения датчика LM335
Типовая схема включения датчика LM50, имеющего смещение выходного напряжения
Датчики LM35 и LM45 имеют выходное напряжение, пропорциональное шкале Цельсия (Кт = 10 мВ/°С). При температуре 25°C эти датчики имеют на выходе напряжение 250 мВ, а при 100°С на выходе - 1,0 В. Эти датчики могут применяться и для измерения отрицательных температур. Для этого используется согласующий резистор, который включается между выходным выводом и напряжением «ниже земли». Датчик LM50 является «однополярным», потому что он, в отличие от LM35 и LM45, может измерять отрицательные температуры без использования смещения. Этот датчик имеет чувствительность 10 мВ/°С и смещение на выходе 500 мВ (см. рис. 2). Таким образом, на выходе будет 500 мВ при 0°С, 100 мВ при -40°С и 1,5 В при 100°С.
Биметаллический датчик
Биметаллический датчик сделан из двух разнородных металлических пластин, скрепленных между собой. Разные металлы имеют различный температурный коэффициент расширения. Если соединенные в пластину металлы нагреть или охладить, то она изогнется, при этом замкнет (разомкнет) электрические контакты или переведет стрелку индикатора. Диапазон работы биметаллических датчиков -40…+550 0C. Используются для измерения поверхности твердых тел и температуры жидкостей. Основные области применения – автомобильная промышленность, системы отопления и нагрева воды.
Термисторы
Полупроводниковые терморезисторы (термисторы) имеют отрицательный или положительный температурный коэффициент сопротивления, значение которого при 20 0C составляет (2…8)*10–2 (0C)–1, т.е. на порядок больше, чем у меди и платины. Полупроводниковые терморезисторы при весьма малых размерах имеют высокие значения сопротивления (до 1 МОм). В качестве полупров. материала используются оксиды металлов: полупроводниковые терморезисторы типов КМТ - смесь окислов кобальта и марганца и ММТ - меди и марганца.
Полупроводниковые датчики температуры обладают высокой стабильностью характеристик во времени и применяются для изменения температур в диапазоне от –100 до 200 0С.
Датчик температуры бесконтактный (пирометр)
Принцип действия
Принцип действия датчика основан на измерении излучаемой энергии в инфракрасном спектре. Датчик вычисляет температуру тела, измеряя поток теплового излучения с его поверхности. Передача значений температур потребителю осуществляется по каналу RS485.
Пирометры — приборы для бесконтактного измерения температуры тел на расстоянии от 1 до 30 м. Принцип действия пирометров основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света. Достаточно просто на-править пирометр на объект измерения и нажать кнопку — температура поверхности отобразится на индикаторе.
Размеры области измерения температуры пирометром зависят от оптического разрешения (показателя визирования) прибора. Показатель визирования — отношение диаметра пятна контроля прибора на объекте измерения к расстоянию до объекта. Выбор оптического разрешения полностью зависит от реального размера объекта и расстояния, на котором возможны данные измерения.
Основные характеристики
диапазон измерения — –50...+2200 °С;
точность — ±1 %;
показатель визирования — 50:1;
коэффициент излучаемой способности — регулируемый (0,1...1,0);
2-лучевой лазерный указатель;
время отклика — менее 150 мс;
возможность подключения термопары;
внутренняя память на 20 точек измерения;
отображение температуры — °С, °F (текущее значение, максимум, минимум, разница, среднее);
габаритные размеры — 204 х 155 х 52 мм;
программное обеспечение, штатив, зарядное устройство, кабель USB, термопара ХА (К), пластиковый кейс в комплекте.
Двухцветные пирометры
Двухцветные пирометры появились относительно недавно. Принцип их работы основан на измерении отношения значений излучаемых энергий двух или более волн в разных цветовых спектрах (традиционные инфракрасные пирометры измеряют абсолютное значение излучаемой энергии одной волны и только в инфракрасном спектре). Применение более совершенной технологии позволяет избежать влияния пыли, дыма, газа и пара в окружающей среде на показания пирометра, а также исключить влияние изменения показателя черноты объекта, например в случае с разливкой металла. Такие пирометры без проблем измеряют даже через запыленное стекло экрана в печи.
Оптоволоконные пирометры
Оптоволоконные пирометры работают по такому же принципу как и традиционные инфракрасные пирометры. Разница состоит лишь в том, что световой поток транспортируется к детектору по оптоволоконному кабелю, который может быть изогнут в произвольной форме. Это свойство позволяет проводить измерения в труднодоступных местах или когда измеряемая поверхность находится не в прямом поле зрения. Кроме того, оптоволоконный кабель неподвержен влиянию сильных электромагнитных полей, устойчив к большим давлениям или вакууму, а также имеет максимальную температуру эксплуатации до 200 °C. Одновременным и плюсом и минусом оптоволоконных пирометров является фиксированный фокус. Плюс состоит в том, что можно выбрать модель пирометра с очень малым диаметром измеряемого пятна – вплоть до 0,1 мм, минус – в том, что вы обязаны установить пирометр точно на указанной дистанции от измеряемой поверхности
Кремниевые датчики температуры
Их работа основана на зависимости сопротивления полупроводника «кремний» от температуры. Рабочих диапазон данных приборов находится в пределах -50°С до +150°С., в котором они показывают отличные эксплуатационные характеристики. У кремниевых датчиков температуры нет проблем с калибровкой, а также с совместимостью с различными типами выходных интерфейсов. Идеально подходя для промера температуры внутри электронной техники. Рабочий диапазон жидкостных и газовых термометров широк — от -200°С до +500°С. Наиболее часто данный тип датчиков температур применяется для визуального контроля в холодильном оборудовании и нагревательных приборах.
Интегральные термостаты
Следующую группу датчиков температуры составляют интегральные термостаты. Эта группа представлена четырьмя сериями: LM26, LM27, LM56 и LM66. Эти серии, кроме LM56, имеют заводские установки - величину пороговой температуры, по достижении которой выходной сигнал меняет свое логическое состояние. Рассмотрим подробнее работу термостата LM56, который позволяет задавать температуру срабатывания. Этот термостат содержит термосенсор (так же, как LM60), источник опорного напряжения 1,25 В и два компаратора с предустановленным температурным гистерезисом. Встроенный стабилизатор напряжения обеспечивает работу этого термостата в диапазоне от 2,7 до 10 В. Потребляемый ток составляет менее 200 мкА, поэтому данный термостат относится к разряду малопотребляющих. Внутренний термосенсор дает на выходе 6,2 мВ на градус. Смещение выходного напряжения составляет 395 мВ. Три внешних резистора задают уровни для двух компараторов.
Термостаты с возможностью установки 2 контролируемых температур с помощью 3 внешних резисторов.
Схема электрическая функциональная термостата
Так же датчики температуры различают по чувствительному элементу.
Самая распространенная конструкция – так называемая «свободная от напряжения спираль» (Strain-free). Вариации основного дизайна заключаются в размерах деталей и материалах, используемых для герметизации корпуса ЧЭ. Для различных диапазонов температур используются разные виды глазури.
ЧЭ представляет собой платиновую спираль, четыре отрезка которой укладываются в каналы трубки из оксида алюминия и засыпаются мелкодисперсным порошком из оксида алюминия высокой чистоты. Таким образом, обеспечивается изоляция витков спирали друг от друга, амортизация спирали при термическом расширении и вибропрочность. Герметизация концов ЧЭ проводится с помощью цемента, приготовленного на основе оксида алюминия, или специальной глазури.
Вторая конструкция – это новая разработка, которая используется в ЧЭ значительно реже из-за высокой стоимости. Так называемая полая конструкция «hollow annulus». Эта конструкция применяется на особо важных объектах, в атомной промышленности, т.к. обладает повышенной надежностью и стабильностью метрологических параметров.
Чувствительный элемент наматывается на поверхность полого металлического цилиндра, изолированную слоем оксида алюминия, образованным способом горячего распыления. Для изготовления цилиндра используется специальный металл, температурный коэффициент расширения которого очень близок к температурному коэффициенту платины. После специальных процедур отжига и обработки поверхности платины изолирующим слоем оксида алюминия ЧЭ вставляется в тонкую металлическую трубку, которая герметизируется с обоих концов. Коэффициент тепловой инерции такого элемента составляет около 350 мс, для погружаемого ЧЭ, до 11 с для ЧЭ, монтированного в корпус термометра. Недостатком данной конструкции, препятствующим ее широкому распространению в промышленности, является высокая стоимость ЧЭ.
Пленочные чувствительные элементы типа “thin-film” 
Рис.
Пленочный ЧЭ изготавливается нанесением тонкого слоя платины на керамическую подложку. Обычно слой имеет толщину порядка 10-8 см. Слой платины сверху покрывается эпоксидным или стеклянным изоляционным слоем. Технология изготовления освоена многими зарубежными фирмами, в настоящее время пленочный платиновый ЧЭ – это самый дешевый и самый широко продаваемый сенсор. Большим преимуществом является малый размер и масса ЧЭ, это позволяет устанавливать такие ЧЭ в миниатюрные корпуса и получать быструю скорость реагирования на изменение температуры объекта. Благодаря малым размерам, пленочные ЧЭ могут изготавливаться с повышенным номинальным сопротивлением. Уже разработаны и производятся ЧЭ с сопротивлением 1000 Ом. Это позволяет значительно снизить влияние сопротивления выводов при подключении по 2-х проводной схеме. По стабильности пленочные ЧЭ все еще уступают проволочным, но их технология постоянно совершенствуется, и в последнее время отчетливо наблюдается прогресс в повышении стабильности сопротивления ЧЭ и расширении температурного диапазона.
2.2. Среди огромного разнообразия предложенных датчиков температуры, для рассмотрения конкретного, я выбираю терморезисторы типа ММТ-4 и КМТ-4.
Терморезистор - это устройство, сопротивление которого меняется с температурой. Правда, надо заметить, что не все устройства, изменяющие сопротивление с температурой, называются терморезисторами. Например, резистивные термометры, которые изготавливаются из маленьких катушек витой проволоки или из напыленных металлических плёнок, хотя их параметры и зависят от температуры, однако, работают не так, как терморезисторы. Обычно термин «терморезистор» применяется по отношению к чувствительным к температуре полупроводниковым устройствам. Терморезисторы с отрицательным ТКС изготавливаются из полупроводникового материала – спеченной керамики, изготовленной из смеси оксидов металлов. Терморезисторы широко применяются везде, и мы встречаемся с ними каждый день: на них основаны системы противопожарной безопасности, системы измерения и регулирования температуры, теплового контроля, схемы температурной компенсации, измерения мощности ВЧ. Также применение терморезисторы находят в промышленной электронике и бытовой аппаратуре, в медицине, метеорологии, в химической и других отраслях промышленности.
Выбранные терморезисторы типов ММТ-4 и КМТ-4 заключены в металлические капсулы и герметизированы, благодаря чему они могут быть использованы в условиях любой влажности и даже в жидкостях, не являющихся агрессивными относительно корпуса терморезистора.
Устройство терморезисторов.
Температурная зависимость сопротивления является главной характеристикой терморезисторов, в значительной степени определяющей остальные характеристики этих изделий. Естественно, она аналогична температурной зависимости удельного сопротивления полупроводника, из которого изготовлен данный терморезистор.
Измерения показывают, что температурная зависимость сопротивления большинства типов отечественных терморезисторов с отрицательным ТКС с достаточной для практики точностью во всем рабочем интервале температур или в его части аппроксимируется выражением,
(1)
где RT – величина сопротивления терморезистора при температуре Т, К,
постоянная зависит от физических свойств материала и габаритов терморезистора (l – расстояние между электронами в см и S – площадь поперечного сечения полупроводникового элемента терморезистора в см2);
постоянная B зависит от физических свойств материала и может иметь одно или два значения в интервале рабочих температур.
Прологарифмировав, ,получим
(2)
Это выражение в координатах lg R и представляет уравнение прямой, что значительно облегчает определение интервала температур, в котором формула с необходимой точностью аппроксимирует действительную зависимость RT(T). По результатам измерений RT и T строят график зависимости.
(3)
Если через полученные экспериментально точки можно провести прямую, то считают, что в данном интервале температур выражение для RT справедливо.
Для практических расчетов удобно исключить постоянную A. Написав формулу для RT для двух температур T2 и T1 и разделив одно на другое, получим:
. (4)
Из этой формулы можно рассчитать величину сопротивления терморезистора при любой температуре T2 (в интервале рабочих температур), зная значение постоянной B и сопротивление образца при какой-то температуре T1.
Величина B определяется экспериментально измерением сопротивления терморезистора при двух температурах T1 и T2. Логарифмируя предыдущее выражение, легко получить,
(5)
где ,
а .
Размерность B – градусы Цельсия или Кельвина. B – это коэффициент температурной чувствительности. Если определить ТКС терморезистора α как это обычно принято:
, (6)
то из следует, что
(7)
Для позисторов температурные зависимости сопротивления, снятые в широких интервалах температур, имеют сложный характер. При достаточно низких и высоких температурах сопротивление уменьшается при увеличении температуры по закону, близкому к экспоненциальному. В промежуточной области сопротивление R резко возрастает при повышении температуры. Крутизной графика, а, следовательно, и величиной ТКС, можно управлять в широких пределах различными технологическими приемами.
Итак, терморезисторы изготавливаются из материала, изменяющего свое сопротивление с изменением температуры в соответствии с перечисленными выше основными зависимости R = f(T). В терморезисторах с отрицательным ТКС полупроводниковый материал – спеченная керамика, которой придают различные форму и размеры. Ее изготавливают из смеси оксидов металлов, таких, как Mn, Ni, Co, Cu, Fe. Изменяя состав материала и размеры терморезистора, можно получить сопротивления от 1 до 106 Ом при комнатной температуре и ТКС от -2 до 6,5% на 1oC.
Терморезисторы, как уже было сказано, изготавливаются разных размеров: от бусинок диаметром 0,2 мм, дисков и шайб диаметром 3-25 мм до стержней диаметром 12 и длиной до 40 мм. Бусинковые терморезисторы можно заливать стеклом, помещать в стеклянные или пластмассовые оболочки или в транзисторные корпуса. Дисковые защищают чаще изоляционными пленками из лака или эпоксидных смол.
Температурная характеристика рис.
На графике: (а) – терморезистор с отрицательным ТКС, (б) – с положительным.
Температурная характеристика – зависимость R(T), снимающаяся в установившемся режиме.
2.3.Сведения о терморезисторах типа ММТ-4 и КМТ-4.
Масса: не более 0,6 г
Диапазон номинальных сопротивлений:
КМТ-4: 22∙103-1∙106 Ом
ММТ-4: 1∙103-220∙103 Ом
Примечание: промежуточные значения номинальных сопротивлений соответствуют ряду Е6 с допуском ±20%.
Максимальная мощность рассеяния:
КМТ-4: 1000 мВт
ММТ-4: 600 мВт
Температурный коэффициент сопротивления:
КМТ-4: -(4,2-8,4) %/°C
ММТ-4: -(2,4-5,6) %/°C
Коэффициент температурной чувствительности:
КМТ-4: 3600-7200 К
ММТ-4: 2060-4300 К
Коэффициент рассеяния: 5 мВт/°C
Коэффициент энергетической чувствительности:
КМТ-4: 1 мВт
ММТ-4: 1,3 мВт
Постоянная времени: не более 85с
Предельные эксплуатационные данные:
Температура окружающей среды:
КМТ-4: от -60 до +155 °C
ММТ-4: от -60 до +125°C
Относительная влажность воздуха:
КМТ-4, ММТ-4 при температуре ±25 °C: до 98%
Пониженное атмосферное давление: до 133 Па (1 мм рт. ст.)
Минимальная наработка:
КМТ-4, ММТ-4: 15 000 часов
Срок сохраняемости:
КМТ-4, ММТ-4: 15 лет
ООО «СиБ Контролс»
Что такое биметаллический датчик температуры?Твердые вещества, как правило, расширяются при нагревании. Величина данных изменений зависит от линейных размеров образца, от материала, из которого он изготовлен и величины изменения температуры. Следующая формула применяется для расчета длины материала в зависимости от его температуры:
где,
| длина материала после нагрева | |
| первоначальная длина материала | |
| коэффициент линейного расширения | |
| изменение температуры |
Вот некоторые типичные значения коэффициента линейного расширения α для металлов:
- алюминий 25×10−6 на градус С
- медь 16,6×10−6 на градус С
- железо 12×10−6 на градус С
- олово 20×10−6 на градус С
- титана 8.5×10−6 на градус С
Как Вы видите, значения данного коэффициента α являются весьма незначительными. Это означает, что расширение (или сжатие) небольших образцов при малых перепадах температуры почти незаметно. Но мы можем легко увидеть воздействие теплового расширения для объектов, имеющих большие линейные размеры, такие, как например мосты, где деформационные разрывы должны быть включены в конструкцию для предотвращения разрушения в связи с изменением температуры окружающей среды.
Один из способов сделать заметным движение вследствие теплового расширения, заключается в том, чтобы соединить две полоски разнородных металлов, таких как медь и железо. Если мы возьмем две одинаковых полоски меди и железа, положим их рядом, и затем нагреем их, то мы увидим, что медная полоска удлинилась чуть больше, чем железная:
Если мы соединим эти две полосы металла вместе, дифференциальный рост линейных размеров приведет к движению изгиба, значительно превышающего линейное расширение. Это устройство называется - биметаллическая пластина:Этого движения изгиба достаточно, чтобы перемещать механизм указателя, приводить в движение электромеханический переключатель, или выполнять большое число других механических задач, делая биметаллическую пластину очень простым и полезным сенсором температуры. Домашние термостаты часто используют этот принцип, чтобы и определять температуру в комнате и приводить в действие электрические выключатели для управления этой температурой. В бойлерах, электрочайниках и т. д. используется этот тип устройства (обычно в форме выпуклого диска bi-металла), чтобы определить перегрев и автоматически отключить питающее напряжение от нагревателя, если температура превышает заданный предел. Если биметаллическую полосу изогнуть по винтовой линии, то она будет иметь тенденцию раскручиваться при нагреве. Это движение скручивания может индицироваться стрелкой, указывая по шкале величину температуры. Термометр, использующий данный принцип, показан на следующей фотографии:
Камерный биметаллический датчик реле температуры: виды и монтаж
Датчик реле температуры – аппарат главным предназначением, которого будет реагирование на температуру измеряемую устройством и регулирование ее при помощи функций подключенных к его реле устройств отопления или охлаждения. Аппарат функционирует для обеспечения рабочей температуры измеряемого объекта.
Датчик-реле температуры камерный биметаллический (ДТКБ) – его предназначением является регулирования климата в камерах с газовой средой, без влияющих на механизм реле электрических и магнитных приборов.
Датчик-реле температуры ДРТ-Ж-75-М27
Принцип работы
Рассматривать работы прибора проще всего на базе обычного кондиционера со встроенным термостатом. При колебании тепла или давления сенсорная биметаллическая пластина деформируется. Деформация обусловлена влиянием температур на определенные типы металла. Так, к примеру, нагреваясь на пять градусов, пластина расширяется, и переключает рычаг реле подключенного к кондиционеру.
После переключения термостат продолжает работать в штатном режиме, фиксируя работу системы охлаждения. Как можно догадаться, вскоре температура вновь охладится до изначальной величины, и в след за этим пластина вновь сузится до изначальной величины переключив тем самым рычаг реле вновь. Произойдет отключение охлаждающей системы. Так и работает вся эта система от термореле.
Аналогичным образом датчик реле температуры дткб функционирует и в процессах отопления. Запускается при понижении градуса, отключается при повышении. Широкое распространение получили датчики в совместной с котлами работе.
При монтировании любого типа реле, к нему в дополнение устанавливают комнатный термометр. В идеале погрешностей в работе устройства быть не должно, но допускается таковая до пары градусов. Дополнительный термометр позволяет зафиксировать ошибку системы в более чем два градуса. Если такое произошло прибор необходимо немедленно настроить, или провести его диагностику и при необходимости замену. Подробные инструкции для всего этого существует в паспорте устройства, идущем вместе с прибором от производителя.
Какие виды и где используются?
Датчик реле температуры имеет пару основных классификаций по своему устройству:
Манометрическая используется для температурного измерения в среде пригодной для работы биметаллических чувствительных элементов. Значение измерений в устройстве указывается при помощи стрелки.
Более современная версия – цифровое реле. Все данные оно выводит на электронный дисплей. Его намного легче монтировать и настраивать. Это возможно сделать даже не будучи специалистом и без особых познаний в области. Такой аппарат используется в большинстве механизмов и систем современности.
Формат исполнения:
Не герметичный прибор, с обычными показателями защиты. Устанавливается в большинство современных приборов, не обладает специфическими характеристиками.
Специализированный детектор для работы в опасных условиях. Пожароопасных объектах, при работе с жидким металлом и так далее. Обладает повышенной защитой от сред с повышенной температурой.
Читайте также: Где применяется датчик температуры воздуха Овен?
| 1 | Герметичный |
Позволяет использовать детектор в площадях с повышенным содержанием влаги или пыли в воздухе. Благодаря особой защите устройства от попадания в механизм влаги или пыли может быть использован в теплицах, банях или иных особенных производственных помещениях подверженных такой среде.
Камерные измерители имеют множество моделей, отличающихся, прежде всего своим температурным режимом, нежели иной какой составляющей. Так, например ДТКБ – 43 работает при разбросе от минус десяти до плюс десяти градусов, в то время как ДТКБ – 44 от плюс десяти до плюс тридцати. Также модели могут различать цены деления шкалы градусов. Характер работы устройств. Но основным различием остается диапазон рабочих температур.
Монтирование устройства
Занимаясь установкой датчиков самостоятельно, вы делаете это на свой страх и риск. Заниматься этим всегда рекомендуется специалисту. Однако ввиду того что время себе вы практически наверняка не нанесете, и обладая подробной инструкцией можно установить устройство самостоятельно.
Главное что следует помнить при установке устройства, что для верной работы прибора необходимо исключить прямое влияние на прибор внешних источников нагрева или охлаждения. Иными словами измеритель необходимо устанавливать на удалении от радиаторов или охлаждающих элементов, чтобы те не искажали его данные. Как правило, установка проводится на расстоянии от полутора до двух метров от пола.
Циркуляция воздуха вблизи прибора не должна быть затрудненной. Любое препятствие движению воздуха может сказаться на точности измерений и работе прибора в целом.
После верного размещения прибора, нужно следуя инструкции присоединить провода датчика к климатической системе и провести первичную настройку работы прибора. Если всё установлено, верно, и реле работает как ему и полагается, можно спокойно начинать его эксплуатацию. Срок годности такого устройства, как правило, свыше восьми лет.
Как настроить автоматику, реле давления на насосной станции
Оцените статью: Загрузка...
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453
Новости
-
Отзывы о Питер-АТ
Спасибо нашим клиентам за отзывы о нас:
-
Акция на ремонт вариаторных трансмиссий
-
Замена масла в двигателе в подарок
При замене масла в АКПП замена масла в двигателе бесплатно! -
Клиенту на заметку
-
Контрактные АКПП в СПб
