Kết nối cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ là yếu tố thiết yếu của nhiều thiết bị đo lường. Họ đo nhiệt độ của môi trường và các cơ thể khác nhau. Các thiết bị này được sử dụng rộng rãi làm máy đo nhiệt độ không chỉ trong sản xuất và công nghiệp mà còn trong cuộc sống hàng ngày và trong nông nghiệp, tức là nơi mọi người, do loại hoạt động của họ, cần đo nhiệt độ. Và luôn có một câu hỏi đặt ra là làm thế nào để kết nối đúng một cảm biến như vậy để hoạt động của nó chính xác và không có lỗi?

Để kết nối cảm biến nhiệt độ, không cần phải làm công việc phức tạp, điều chính ở đây là làm theo hướng dẫn một cách chính xác, sau đó kết quả sẽ thành công và điều khó khăn nhất sẽ được yêu cầu để cài đặt là một mỏ hàn thông thường.

Một cảm biến thông thường, như một thiết bị hoàn chỉnh, là một dây cáp dài hơn 2 mét, ở đầu cáp có gắn thiết bị đo trực tiếp; nó khác với cáp ở màu sắc, thường là màu đen. Kết nối thiết bị với bộ chuyển đổi tương tự sang số, giúp chuyển đổi tín hiệu tương tự (dòng điện hoặc điện áp) từ cảm biến sang kỹ thuật số.

Một trong các chân cảm biến được nối đất và chân còn lại được kết nối trực tiếp với thanh ghi ADC với điện trở 3-4 ohms. Sau đó, ADC có thể được kết nối với mô-đun thu thập thông tin, mô-đun này có thể được kết nối với máy tính thông qua giao diện USB, trong đó với sự trợ giúp của một chương trình đặc biệt, người ta có thể thực hiện một số hành động nhất định dựa trên dữ liệu nhận được.

Các chương trình cho phép bạn làm việc với thông tin nhận được và thực hiện nhiều tác vụ liên quan đến đo nhiệt độ. Nhiều hệ thống thu thập dữ liệu hiện đại được trang bị màn hình đặc biệt để theo dõi các phép đo được thực hiện.

Mặc dù rõ ràng là đơn giản, các cảm biến nhiệt độ có các sơ đồ kết nối khác nhau, vì thường phải tính đến các lỗi liên quan đến điện trở của dây dẫn.

Hãy xem xét một ví dụ cụ thể. PT100 có điện trở 100 ohms ở nhiệt độ cảm biến là 0 độ C. Nếu bạn kết nối nó theo mạch hai dây cổ điển, sử dụng dây đồng có tiết diện 0,12 mm vuông và cáp kết nối sẽ dài 3 mét, thì bản thân hai dây sẽ có điện trở xấp xỉ 0,5 Ohm và điều này sẽ gây ra lỗi , vì tổng điện trở ở 0 độ sẽ là 100,5 ohms và điện trở này phải ở cảm biến ở nhiệt độ 101,2 độ.

Chúng ta có thể thấy rằng có thể xảy ra sự cố lỗi do điện trở của dây kết nối khi kết nối với mạch hai dây, nhưng những sự cố này có thể tránh được. Đối với điều này, một số thiết bị có thể được điều chỉnh, chẳng hạn như 1,2 độ.Nhưng việc điều chỉnh như vậy sẽ không bù hoàn toàn cho điện trở của dây, vì bản thân dây thay đổi điện trở dưới tác động của nhiệt độ.

Giả sử rằng một số dây được đặt rất gần buồng sưởi cùng với cảm biến và phần còn lại ở xa nó và thay đổi nhiệt độ và điện trở của nó dưới tác động của các yếu tố môi trường trong phòng. Trong trường hợp này, điện trở của dây 0,5 Ohm trong quá trình làm nóng đến mỗi 250 độ sẽ tăng gấp 2 lần và điều này phải được tính đến.

Để tránh nhầm lẫn, hãy sử dụng kết nối ba dây để thiết bị đo tổng điện trở cùng với điện trở của cả hai dây, mặc dù bạn có thể tính đến điện trở của một dây, sau đó chỉ cần nhân nó với 2. Sau đó, điện trở của dây bị trừ khỏi tổng và số đọc của cảm biến vẫn còn. Với giải pháp này, độ chính xác khá cao đạt được, ngay cả khi điện trở của dây có thể bị ảnh hưởng đáng kể.

Tuy nhiên, ngay cả mạch ba dây cũng không thể sửa lỗi liên quan đến mức độ điện trở khác nhau của dây do tính không đồng nhất của vật liệu, các mặt cắt ngang khác nhau dọc theo chiều dài, v.v. Tất nhiên, nếu chiều dài của dây nhỏ, thì sai số sẽ không đáng kể và ngay cả với mạch hai dây, độ lệch khi đọc nhiệt độ sẽ không đáng kể. Nhưng nếu dây đủ dài, thì ảnh hưởng của chúng là rất đáng kể. Sau đó, bạn nên sử dụng kết nối bốn dây khi thiết bị chỉ đo điện trở của cảm biến mà không tính đến điện trở của dây.

Vì vậy, một mạch hai dây được áp dụng trong trường hợp:

• Phạm vi đo không cao hơn 40 độ và không yêu cầu độ chính xác cao, sai số 1 độ là chấp nhận được;

• Các dây kết nối đủ lớn và ngắn, khi đó điện trở của chúng tương đối nhỏ và bản thân sai số của thiết bị gần tương xứng với chúng: đặt điện trở của dây là 0,1 Ohm mỗi độ và độ chính xác cần thiết là 0,5 độ, nghĩa là là , sai số thu được nhỏ hơn sai số cho phép. Mạch ba dây được áp dụng trong trường hợp các phép đo được thực hiện ở khoảng cách từ 3 đến 100 mét tính từ cảm biến và phạm vi lên tới 300 độ, với sai số cho phép là 0,5%.

Để có các phép đo chính xác và chính xác hơn, trong đó sai số không được vượt quá 0,1 độ, mạch bốn dây được sử dụng.

Một máy kiểm tra thông thường có thể được sử dụng để kiểm tra thiết bị. Phạm vi cho các cảm biến có điện trở 100 ohms ở 0 độ chỉ phù hợp từ 0 đến 200 ohms, phạm vi này có sẵn cho bất kỳ đồng hồ vạn năng nào.

Thử nghiệm sẽ được tạo ra ở nhiệt độ phòng, đồng thời xác định dây nào của thiết bị bị chập và dây nào được kết nối trực tiếp với cảm biến, sau đó họ đo xem thiết bị có hiển thị điện trở phù hợp với hộ chiếu ở một nhiệt độ nhất định hay không. Cuối cùng, bạn cần đảm bảo rằng không có hiện tượng đoản mạch trên vỏ. bộ chuyển đổi nhiệt, phép đo này được thực hiện trong phạm vi megohm. Để tuân thủ đầy đủ các biện pháp an toàn, không chạm tay vào dây cáp và hộp.

Nếu trong quá trình kiểm tra, người kiểm tra cho thấy điện trở cao vô hạn, thì đây là dấu hiệu cho thấy dầu mỡ hoặc nước đã vô tình được tìm thấy trong vỏ của cảm biến.Một thiết bị như vậy sẽ hoạt động trong một thời gian, nhưng các bài đọc của nó sẽ trôi nổi.

Điều quan trọng cần nhớ là tất cả các công việc kết nối và kiểm tra cảm biến phải được thực hiện bằng găng tay cao su. Không nên tháo rời thiết bị và nếu có thứ gì đó bị hỏng, chẳng hạn như không có lớp cách điện của dây cáp nguồn ở một số nơi, thì không nên lắp đặt thiết bị đó. Trong quá trình cài đặt, cảm biến có thể gây nhiễu cho các thiết bị khác đang hoạt động gần đó, vì vậy chúng phải được tắt trước.

Nếu bạn gặp bất kỳ khó khăn nào, thì hãy giao phó công việc cho các chuyên gia. Nói chung, theo hướng dẫn, mọi thứ có thể được thực hiện độc lập, nhưng trong một số trường hợp, tốt hơn là không nên mạo hiểm. Sau khi hoàn tất việc cài đặt, hãy đảm bảo rằng thiết bị đã được cố định chắc chắn vào đúng vị trí, điều này rất quan trọng. Hãy nhớ rằng cảm biến cực kỳ nhạy cảm với độ ẩm. Không thực hiện công việc lắp đặt trong cơn giông bão.

Thỉnh thoảng thực hiện kiểm tra phòng ngừa để đảm bảo rằng cảm biến hoạt động tốt. Nói chung, chất lượng của nó phải cao, đừng tiết kiệm khi mua cảm biến, thiết bị chất lượng cao không thể rẻ lắm, đây không phải là trường hợp bạn phải cố gắng tiết kiệm tiền.