Принцип работы датчиков температуры

Опубликовано 22.05.2016

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.

KTY

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

Преимущества:

• 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

Недостатки:

• 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.

Датчики температуры. Виды и работа. Как выбрать и применение

Датчики температуры нужны для того, чтобы проконтролировать температуру в помещении, жидкости, твердого объекта или расплавленного металла.

Основой действия температурных датчиков в автоматизированном управлении является изменение температуры в электрический сигнал. Это обуславливает преимущества электрических измерений: результаты легко передавать по сети, скорость передачи может быть достаточно высокой. Величины могут преобразовываться друг в друга и обратно. Цифровой код создает повышенную точность замера, скорость и чувствительность.

Виды и принцип действия

Термопары

Термопара представляет собой две проволоки из разных металлов, спаянных между собой. При разности температур между горячим и холодным концом в цепи возникает электрический ток. Величина этого электрического тока зависит от термоэлектрической силы термопары, составляет от 40 до 60 мкВ, в зависимости от материала термопары. Материал термопары может быть разным. Это могут быть никель-хромовые, хромо-алюминиевые, железо-никелевые, железо-константановые и т.д.

Термопара является высокоточным датчиком температуры, однако эту точность достаточно проблематично снять. Термопара является относительным датчиком температуры, уровень ее напряжения имеет зависимость от температурной разности между спаями. При этом холодный спай находится при комнатной температуре или при какой-либо другой.

Рассмотрим работу термопары ближе. Есть две термопары и две температуры горячего и холодного конца. Соответственно ЭДС зависит от разности температур. Температуру холодного спая необходимо компенсировать. Аппаратным способом компенсации является использование второй термопары, которая помещена в заранее известную температуру.

Программным способом компенсации является использование другого датчика температуры, на этот раз абсолютного, который помещается в изотермическую камеру вместе с холодными спаями и контролирует их температуру с заданной точностью. Имеются трудности снятия данных с термопары.

Во-первых, она нелинейная. В ГОСТе заботливо введены коэффициенты полинома для перевода ЭДС в температуру и обратно. Эти полиномы большого порядка, но ничто не запрещает спокойно их посчитать силами контроллера.

Во-вторых, другая проблема заключается в том, что термо-ЭДС термопары измеряется в единицах и сотнях микровольт. Соответственно, использование широко доступных аналогоцифровых преобразователей приведет к полному провалу. Нужны прецизионные многоразрядные малошумящие аналогоцифровые преобразователи для того, чтобы использовать термопару в своих конструкциях.

Терморезисторы

Гораздо более простым способом измерения стало применение терморезисторов. Они работают на зависимости сопротивления материалов от внешней температуры. Металлические термометры сопротивления, в частности платиновые обладают очень высокой точностью и линейностью. Термометры сопротивления определяются двумя основными характеристиками.

Это базовое сопротивление термометра при определенной температуре. В ГОСТе базовым сопротивлением считается сопротивление при 0 градусах по Цельсию. ГОСТ рекомендует использование нескольких номиналов сопротивлений в Омах и температурный коэффициент, который определяется как разность сопротивлений нашей температуры и при 0 градусов, деленной на нашу температуру и t нуля градусов, умноженную на единицу, деленную на базовое сопротивление.

Т_кс = (R_e – R_0c) / (T_e – T_0c) *1/R_0c

В ГОСТе на терморезисторы вы найдете температурный коэффициент для различных термометров из платины, меди и никеля. Кроме того, там присутствуют коэффициенты полинома для расчета температуры из текущего сопротивления резистора. Одной из проблем термометров сопротивления является очень низкий температурный коэффициент сопротивления. Однако, измерять сопротивление с высокой точностью гораздо проще, чем очень малые значения напряжения в отличие от термопар.

Одним из способов измерения сопротивления является включение нашего термосопротивления в цепь источника тока и измерение дифференциального напряжения. Использование полупроводников даст нам температурный коэффициент доли единицы процента, их гораздо проще измерять с помощью аналогоцифровых преобразователей. Есть интегральные микросхемы датчиков температуры, аналоговый выход которых уже соответствует питаемому напряжению. Такие датчики температуры можно напрямую подключать к аналогоцифровому преобразователю и спокойно оцифровывать его с помощью восьми- или десятибитного АЦП.

Комбинированный датчик

Помимо интегральных схем с выходом, существуют датчики с цифровым интерфейсом. Одним из популярных датчиков является комбинированный датчик температуры и влажности серии SHT1. Этот датчик позволяет измерять температуру с точностью + 2 градуса и влажность с точностью + 5 градусов. Главной проблемой данного датчика температуры является то, что там решили оптимизировать интерфейс. Он позволяет подключать параллельные устройства.

Цифровой датчик

Цифровой датчик температуры DS18B20, который представляет собой трехвыводную микросхему, позволяет с высокой точностью до 0,5 градуса получать температуру с множеством параллельно работающих датчиков. В этом датчике широкий интервал температур от -55 до +125 градусов. Основной его недостаток – медлительность. Вычисления с максимальной точностью он делает за 750 мс. Ввиду инерционности корпуса датчика температуры опрашивать его нет никакого смысла.

Бесконтактные датчики (пирометры)

В этом датчике имеется специальная тонкая пленка, поглощающая инфракрасные излучения, тем самым нагревающаяся. Такие бесконтактные термосенсоры используются в тепловизорах. Там имеется не один тепловой датчик, а матрица. Они позволяют на расстоянии до 3 метров детектировать тепловой объект.

Кварцевые преобразователи температуры

Для того, чтобы измерить температуру в интервале -80 +250 градусов применяют кварцевые преобразователи. Они работают на частотной зависимости кварца от температуры. Действие датчиков происходит на частотной зависимости. Функция преобразователя меняется от расположения среза по осям кристалла.

Кварцевые датчики работают с высокой чувствительностью, разрешением, стабильностью. Эти свойства делают их перспективными в использовании. Они получили большое распространение в цифровых термометрах.

Шумовые датчики температуры

Работа шумовых датчиков заключается на зависимости шумовой разности потенциалов на резисторе от температуры. Практически реализовать способ измерения температуры шумовыми датчиками можно, сделав сравнение шумов 2-х одинаковых резисторов, один находится при определенной температуре, 2-й при измеряемой температуре. Шумовые датчики температуры применяются для температурного интервала -270 -1100 градусов.

Преимуществом шумовых датчиков стала возможность измерения температуры в термодинамике на вышеописанной закономерности. Но это осложнено трудным измерением напряжения шума, так как оно мало и сравнимо с шумом усилителя.

Датчики температуры ЯКР (ядерного квадрупольного резонанса)

Термометры ЯКР работают за счет действия градиента поля тока решетки кристалла и момента ядра, которое вызвано отклонением заряда от симметрии сферы. Это создает процессию ядер. Частота имеет зависимость от градиента поля решетки. Для разных веществ имеет величину до тысяч МГц. Градиент зависит от температуры, с ее возрастанием частота ЯКР уменьшается.

Датчики температуры ЯКР образуют ампулу с веществом, помещенную в обмотку индуктивности, которая соединена с контуром генератора. Когда частота генератора совпадает с частотой ЯКР, то энергия генератора поглощается. Допуск замера температуры -263 градуса равен + 0,02 градуса, а температуры 27 градусов +0,002 градуса. Преимуществом термометров ЯКР становится стабильность, неограниченная по времени, недостатком является значительная нелинейность преобразующей функции.

Объемные преобразователи

Объемные датчики действуют на расширении и сжатии веществ при изменении температуры. Диапазон действия преобразователей определяется, насколько стабильны свойства материалов. Датчиками делают измерения температуры в интервале -60 -400 градусов. Допуск измерения составляет от 1 до 5%. Интервал работы датчика с жидкостью может зависеть от температуры закипания и замерзания. Погрешности измерения датчиков на жидкости от 1 до 3%, определяются температурой среды.

Нижняя граница измерения преобразователей на газе определяется температурой перехода газа в жидкое состояние, верхняя граница – стойкостью баллона к воздействию температуры.

Параметры выбора датчика температуры

• Диапазон рабочей температуры.
• Возможность погружения датчика в объект измерения или среду. Если это невозможно, то лучше выбрать пирометр или термометр.
• Условия проведения замеров. Если нужно измерять в агрессивной среде, то надо выбирать датчик в коррозионностойком корпусе, или бесконтактного типа. Также следует определить наличие давления, влажности и т.д.
• Время работы датчика до калибровки или замены. Многие датчики не могут долго и стабильно работать (термисторы).
• Величина сигнала выхода. Существуют датчики температуры, выдающие сигнал по току, или в градусах.
• Технические данные: погрешность, разрешение, напряжение, время сработки. Для полупроводников важен тип корпуса.

Похожие темы:

Датчики температуры охлаждающей жидкости, наружного воздуха, влажности

Для контроля климата в жилом помещении и температуры во время производственных процессов используются специальные устройства. Предлагаем рассмотреть, как работают датчики температуры, всасываемого воздуха на впуске, воды, газов, топлива и влажности, их принцип работы и виды.

Общие сведения про датчики

Датчики температуры представляют собой устройства, используемые для измерения температуры среды. Типы температурных датчиков:

1. накладные контактные датчики. Фото — Накладные контактные датчики
2. бесконтактные датчики. Фото — Бесконтактные датчики температуры

Тем не менее, известны еще 3 дополнительных типа информаторов: термометры, резистивные датчики температуры и термопара (терморегулятор). Все эти контроллеры работают при помощи измерения физических свойств (т.е. объема жидкости, текущей через провод), который изменяется в зависимости от температуры.

Видео: обзор датчиков температуры

Контактные датчики

Датчики контакта температуры могут измерять температуру объекта, в контакте с которым находится датчик, но если предположить, что датчик и объект находятся в тепловом равновесии, то между ними нет теплового потока.

Данный подвид информаторов представлен следующими устройствами:

• Термопары
• Датчики сопротивления температуры (работают при помощи указателя, у них наиболее оптимальное соотношение цена/качество)
• Заполненные термометры
• Полупроводниковые биметаллические термометры
• Промышленные бесконтактные и беспроводные датчики температуры.

Фото — Датчики сопротивления температуры

Большинство коммерческих и научных бесконтактных датчиков температуры и измерения внешней тепловой мощностью излучения инфракрасного или оптического излучения, работают от известной или расчетной области на поверхности или объеме измеряемой жидкости.

Примером бесконтактного датчика температуры является пирометр.

Термометры являются наиболее распространенными датчиками температуры, эксплуатируемые в простых, повседневных измерениях температуры, их используются для котлов, в сигнализациях. Самые популярные биметаллические термометры.

Комнатный термометр с жидкостью

До сих пор одними из самых доступных датчиков измерения температуры считаются заполненные термометры. В тубу добавляется жидкость, которая чувствительна к изменению температуры, чаще всего это окрашенный спирт или ртуть. Под изменением температурного уровня снаружи тубы, жидкость расширяется и поднимается, по таблице-циферблату можно определить, какой уровень температуры сейчас в помещении. Этот способ хорош, если не требуется высокая точность, ведь при использовании такого измерителя возможна погрешность почти в градус, к тому же, спиртовые модели очень быстро теряют показатели при резком изменении температур, их сложно зафиксировать.

Фото — Комнатный термометр с жидкостью

Жидкость должна иметь относительно большой коэффициент теплового расширения, так что небольшие изменения в температуре приведет к обнаруживаемым изменениям в объеме. Материал трубки – стекло, иногда закаленное, но обязательно прозрачное, чтобы можно было видеть маркированную таблицу. Раньше ртуть была более распространена, но её уровень токсичности слишком высок, что может привести к непоправимому ущербу при бытовом использовании.

Хотя заполненные регуляторы являются самыми простыми и дешевыми вариантами для измерения температуры, они также отличаются недолговечностью в виду своей хрупкости. Также их редко применяют при осуществлении даже небольших производственных процессов, т.к. нет возможности регулировать их работу в автоматическом режиме.

В биметаллическом термометре используется два металла (обычно сталь и медь) с различными коэффициентами теплового расширения, они крепятся друг к другу с помощью заклепок или сварки. По мере повышения температуры, увеличивается расстояние между полосами, металл с высшим коэффициентом теплового расширения расширяется в большей степени, в результате чего появляется напряжение в материалах и отклонение в полосе. Величина этого отклонения является разницей температуры.

Фото — Биметаллический термометр

Температурные разности, для которых эти термометры могут быть использованы, ограничивается диапазоном, в котором металлы имеют существенно различные коэффициенты теплового расширения. Биметаллические полосы часто свернутые в трубах и помещены в термостаты. Перемещаемый конец полосы представляет собой электрический контакт, который передает температуру термостата. Поэтому они могут контролироваться специальными автоматическими устройствами.

Датчики сопротивления температуры

На производственных работах обычно используется механический или электронный погружной резистивный датчик температуры наружного воздуха (также известный как термометр сопротивления). В отличие от заполненных термометров, индикатор сопротивления выдает электрический сигнал измерения температуры, тем самым делая его более удобным для использования с компьютеризированной системой.

Фото — Датчики сопротивления температуры

Устройство сопротивления использует зависимость между электрическим сопротивлением и температурой, которая может быть линейной или нелинейной. Главным отличием этих приборов является их высокая точность, у них допустимая погрешность около 0,01 градуса по Цельсию. Однако при высоких температурах (выше 700 градусов С), они становятся очень неточными из-за деградации наружной оболочки, которая содержит термометр. Таким образом, использование датчиков сопротивления является предпочтительным при более низких температурных диапазонах, где они могут быть наиболее точными, к тому же их проверка осуществляется гораздо проще, чем у биметаллических.

Бывает несколько видов датчиков: с терморезистором и традиционные. Традиционные термометры сопротивления использую чувствительные металлические элементы, которые приводят к линейной зависимости между температурой и сопротивлением. Так как температура металла увеличивается, увеличение случайного молекулярного движения препятствует потоку электронов. Повышенное сопротивление давления измеряется через металл как снижение тока, образуется фиксированное напряжение. Выносной электронный термистор использует полупроводниковый датчик, что дает функцию зависимости мощности между температурой окружающей среды, отопления и сопротивлением.

Термопара

Другой цифровой датчик температуры двигателя и выхлопных газов, который часто используются в промышленности – это термопара. Среди различных датчиков температуры, доступных, термопара широко используется датчик температуры масла и впускного воздуха. Как и аналоговые устройства сопротивления, данные приборы работают при помощи электронной схемы.

Фото — Термопара

Конструкция термопары

Термопара представляет собой тубу, продолговатой, стержнеобразной формы, что позволяет размещать устройство в труднодоступных местах. К примеру, в котлах, двигателях, узких вентиляционных проходов.

Любой (уличный и бытовой) датчик температуры воздуха содержит внешнюю оболочку или гильзу. Гильза защищает содержимое термопары от механического и химического повреждения.

В гильзе находится металлическая проволока, иногда две, каждая состоит из различных металлов. Возможны различные комбинации материалов для этих металлических проволок. Монтаж осуществляется при помощи специальных креплений и планок для жесткой фиксации термометрических систем.

Все счетчики имеют индивидуальные технические характеристики. Рассмотрим, какие показатели имеет электронный канальный датчик температуры охлаждающей жидкости и контроля окружающей среды:

• Размер: три провода в TO-92 корпусе (0,2″х 0,2″х 0,2″)
• Температурный диапазон: начальный в -40 градусов Цельсия и составляет до 150 градусов (в зависимости от типа температура может быть более высокой). Если превысить эти показатели, то возникнет неисправность.
• Диапазон температур перед выходом: после 125 градусов С, точность падает. 2,0 В при 150 градусов С и 0,1 В при температуре -40 градусов С.
• Требуемая мощность: максимум 5,5 В питания, 0.05 А тока.

Подключение всех аналоговых приборов не имеет никаких сложностей. В большинстве случаев достаточно просто включить устройство в сеть питания, проверить разъем и напряжение. Единственное замечание – это продумать его расположение, чтобы датчик максимально точно определил колебания температуры.

Как подобрать датчик температуры

Датчики температуры на снегоход, в шинах для автомобиля или прочих движущихся устройств выбираются сугубо индивидуально (в большинстве случаев можно воспользоваться продукцией фирмы-изготовителя техники, это PT100, Гольф 2, ВАЗ 2110, PT1000, Калина, NTC, Приора).

Фото — Датчик для компьютера

Для компьютера информаторы подбираются строго исходя от параметров оргтехники, в этом случае температурные датчики (реле) служат для предотвращения перегревания процессора, и представлены марками DS18B20, G62, GSM. Таким же образом выбираются устройства для измерения выделяемого теплого воздуха для холодильников, их изготавливает компания Siemens, ТСМ и УМЗ. Иногда для более точного контроля температуры необходимы инфракрасные контроллеры (на химических, биологических и сталелитейных заводах).

Фото — Датчик воздуха в салоне

Для измерения температуры на борту и за бортом автомобиля, снегоходов и т.д. Вам также понадобится купить специальные датчики, они представлены марками Лада, Ланос, Дэу Нексия, Метран, Рено Логан, Шевроле, Ауди, Фокус Форд, Грант, Фольсваген Пассат, ВАЗ Нива, Мерседес, Хонда, Газель. При выборе модели для салона учитывайте, чтобы она была размещена как можно дальше от печи, и на 20 см выше пола. При необходимости замена прибора легко осуществляется своими руками, схема к каждому датчику идет вместе с инструкцией.

описание, виды, установка и схема подключения, проверка

Если дом не отапливается, жить в нем невозможно. Удобный вариант отопительной системы – теплые полы. Их используют как для главного отопления, которое обеспечивает требуемый температурный режим, так и вспомогательного. Термоустройства требуют монтажа датчика температуры теплого пола, иначе в комнате будет либо слишком холодно, либо излишне жарко.

Устройство и назначение термодатчика

Термодатчик – важный элемент для обеспечения качественной работы теплых полов. От него данные поступают в термостат, а тот осуществляет регулировку температуры повышением либо понижением мощности.

Благодаря этому можно выставить комфортные температурные показатели в помещении, предотвратить перегрев и порчу напольного покрытия, существенно снизить траты за электроэнергию.

Температурный датчик устроен просто: два провода, подключенные к термопаре – два проводника, соединяющиеся с одного конца. Собственно они и являются узлом для измерения температурных показателей.

Перед заливкой стяжки проверяется работоспособность теплого пола и самого термодатчика. Для этого замеряется сопротивление каждой детали. Система работает, если отличие показателей от значений в техническом паспорте составляет не больше 10 процентов.

Особенности и преимущества

Если не установить терморегуляторы, невозможно контролировать температуру теплого пола. Это опасно перегревом устройства и созданием аварийной ситуации. Если говорить о преимуществах датчиков, нужно рассматривать: работает прибор за счет электричества либо без него. К достоинствам механического регулятора можно причислить небольшую цену и энергонезависимость. Из минусов отмечают относительно короткий период работы, повышенную инерционность.

Электрический прибор позволяет выставить точную температуру, им можно управлять дистанционно. Но стоит такое устройство больше.

Еще дороже – программируемый прибор, также работающий на электричестве. Хитрая электроника стоит на страже безопасности дома: по достижению установленной температуры терморегулятор отключает нагрев. Причем он может запрограммировать подключение и выключение на требуемое время, что экономит электричество, пока люди отсутствуют в квартире.

Есть варианты температурных регуляторов, которые оборудованы внешним ИК-датчиком. Он способен определять температуру полового покрытия. Устройство запитывается от батарейки, и закрепляется на стенке посредством липучки.

Виды датчиков

Термодатчики, измеряющие температуру системы «теплый пол», подразделяют по месту монтажа. Внешние варианты выявляют степень нагрева воздуха в помещении. Бывают двух типов: встроенные в термостат либо подключающиеся к нему отдельно. Монтаж внутреннего термодатчика выполняется вместе с греющим элементом.

Функции и выбор терморегулятора

Выбирая регулятор для теплого пола, надо принимать во внимание следующие характеристики:

1. Технические параметры. Подумайте, какой прибор подойдет – механический, электрический либо программируемый.
2. Метод установки – накладной, встраиваемый либо для крепления на DIN-рейку.
3. Стилистика. Терморегулятор может быть разного оттенка и формы (квадрат, круг).
4. Число каналов. Приборы бывают одноканальными либо двузонными.

Также различается управление – оно может осуществляться механически, электронно либо сенсорно.

Типы термодатчиков

Классификация терморегуляторов по принципу действия рассматривалась при обзоре их достоинств и недостатков. Но как они работают, стоит узнать подробнее.

Электронно-механический

Наиболее простой и недорогой тип регулятора. Его главной рабочей деталью является особая металлическая пластина, реагирующая на увеличение либо уменьшение температуры. Включение и отключение системы происходит за счет изменения кривизны пластинки при нагреве и остывании. Выставить точное температурное значение на таком регуляторе не выйдет.

Электронный

В приборе установлен специальный элемент, вырабатывающий особый сигнал. Мощность зависит непосредственно от значений температуры внешней среды. На подобных устройствах можно выставить точные показатели температуры подогрева до доли градуса. Управление системой осуществляется посредством кнопок и небольшого экрана.

Программируемый

Самый дорогостоящий из термоэлементов. На нем можно выставить определенные значения, по достижению которых вся система включается либо отключается регулятором. Благодаря прибору в помещении создается микроклимат, который подходит конкретному человеку. Есть возможность настройки терморегулятора так, чтобы включение системы осуществлялось в определенное время. То есть нагрев полов происходит перед приходом хозяина домой, и при этом электричество не расходуется, когда владельца нет.

Многие модели выполнены в ярком и стильном дизайне, а также оснащены жидкокристаллическими экранами, которые отображают информацию и способствуют точной настройке.

Правила выбора датчика

Температурный датчик для теплого пола выбирается с учетом таких характеристик, как мощность, тип верхнего покрытия, метод установки и оснащенность дополнительным функционалом.

Мощность

Значение должно непременно отвечать требованиям и нагрузке теплого пола. Иначе работа датчика будет некорректной. При мощности нагревательного элемента больше, чем у самого регулятора, возникает необходимость дополнительной установки между ними магнитного пускателя – для предотвращения поломки приспособления из-за повышенной нагрузки.

Набор функций

Теплый пол управляется посредством электроблока, который позволяет настроить работу элементов нагрева. На современных регуляторах есть такой функционал, как запуск и обесточивание системы, регулировка температурных режимов, а также настройка периодичности подключения и выключения нагревательного элемента.

Простота использования

Если вы считаете, что не разберетесь с программированием, то не следует приобретать сложное устройство. Даже принимая во внимание всю его функциональность. К примеру, людям в возрасте довольно проблематично разобраться с программируемыми приборами. Им лучше выбрать механический вариант.

Легкость в подключении

В сопроводительной документации к терморегулятору всегда указывается как подсоединить датчик теплого пола. Клеммы размещаются с краю на одной из сторон управляющего блока. Подключив электропровода по схеме, потребуется провести проверку работоспособности обогревательной системы. Для этого измеряют сопротивление на выводах термодатчика и греющего электрокабеля либо подключают теплый пол и увеличивают температурные значения с нуля до показателя, рекомендованного по СНИПу, то есть до 30°C.

Внешний вид

Термодатчик должен быть не только функционально понятен, но и привлекателен по дизайну. Современные регуляторы выпускаются в различных цветовых и фигурных вариациях. Можно подобрать вариант, гармонирующий с интерьером помещения.

Особенности выбора в зависимости от напольного покрытия

Подразделяются датчики для системы «теплый пол» и от того, под какой тип покрытия они устанавливаются. При этом различается монтаж.

Под мягкое покрытие

Температурный датчик, монтируемый под ковролиновое, линолеумное, пробковое покрытие – цилиндр небольшого размера, крепящийся на конце отрезка кабеля. Ставят его, когда стяжка полностью схватится. Для этого в ней проделывают узкую канавку.

Под твердое покрытие

Монтируются, например, под дерево, плитку. Термодатчик здесь габаритнее, покрыт гелем, защищающим от повреждений. Монтаж его несколько сложнее и может быть прямой или с применением монтажной коробки.

Последовательность монтажа

Прежде чем устанавливать регулятор, непременно ознакомьтесь с прилагаемой технической документацией. Термостат лучше всего монтировать рядом с розетками на высоте от пола 60–100 см. Перед установочными работами отключите электричество в домашней сети.

Напрямую

Чтобы установить термодатчик подобным методом, регулятор и нагревающий кабель соединяют напрямую. При таком типе подключения сам греющий элемент идет в одной связке с термостатом.

С применением распаечной коробки

Эту деталь используют в качестве промежуточной между термоустройством и нагревающим элементом. Схема подсоединения такая: от регулятора до распаечного блока протягивается один кабель, а к нагревающему проводу – другой.

Для того чтобы смонтировать регулятор потребуется: гофротрубка, отвертка, крепежные винты, монтажная коробка, уровень, индикатор.

Пошаговая инструкция по установке:

1. В стенке вырезается отверстие под коробку для монтажа термоустройства. Ниже проделывается штроба для протяжки электропроводов. Коробка ставится на нужное место.
2. Выполняется протяжка электропроводки. Кабель питания и элемент термодатчика подсоединяются к распаечной коробке.
3. Электропровода подключаются к термостату, после чего он монтируется в коробку и крепится.
4. Основные системные узлы подсоединяются соответственно техдокументации к изделию.
5. По окончанию устанавливается по уровню лицевая панель и крепится посредством винтов.

Постоянная эксплуатация системы обогрева должна начинаться не ранее чем через 3–4 недели после заливки стяжки. А если выбрали плитку – после ее укладки. Под действием тепла стяжка может просто полопаться.

Как правильно заменить

Как и любое устройство, термоэлемент может сломаться, и его потребуется поменять. Если устройство находится в гофре, даже при монтаже под твердое покрытие можно просто вытащить неисправный прибор и поставить новый.

Если теплый пол укладывается, к примеру, под ламинат, допускается установка датчика без допзащиты. Когда потребуется замена, придется демонтировать покрытие в месте расположения термоэлемента.

Что делать, если датчик не установлен

Самое простое решение – это подсоединить термоустройство, в которое встроен контрольный термодатчик, отключающий нагревающий провод при прогревании воздуха до необходимой температуры.

Если же теплый пол нужен только для того, чтобы по поверхности было приятно ходить, подойдет термостат с плавным режимом регулировки мощности в диапазоне от 0 до 100 процентов.

Работает терморегулятор по принципу таймера. К примеру, при установке на 80 процентов на протяжении 10 минут электричество поступает на нагревательный элемент 8 минут, а 2 минуты – нет.

Есть регуляторы, которые способны автоматически переходить в режим таймера.

Как проверить температурный датчик

Чтобы узнать, почему не работает термодатчик, можно применить мультиметр:

1. Выполняется тестирование вводной линии. Надо подать электропитание и проверить есть ли напряжение в проводах.
2. Если неполадок не обнаружено, тестируется выводная линия. Греющий кабель отсоединяется от регулятора и включается питание.

При отсутствии напряжения на выходных клеммах, можно сказать, что термоустройство пришло в негодность. Его извлекают и заменяют новым.

Обзор производителей

Изготовлением теплых полов занимается много компаний. Наиболее популярными являются бренды Devi, AEG, Thermo Industri AB. У датчиков каждого производителя есть свои особенности.

Устройства Devi

Регуляторы температуры этого бренда работают с любыми типами нагревательных элементов. Они разделяются на механические и электронные, с обыкновенным либо сенсорным управлением. Кроме этого в линейке регуляторов Devi имеются модели, управляемые дистанционно через смартфоны.

Достоинства устройств этого бренда:

• наличие моделей для установки на улице;
• экономия на работе приборов отопления до 30 процентов;
• доступность управления через Интернет.

Преимуществом является и разнообразие вариантов для решения любых задач.

Регуляторы AEG

Термодатчики германского бренда относятся к премиум-классу. Отличное качество гарантирует долговечность и бесперебойную работу. Но и стоят такие устройства немало.

Ассортиментная линейка широка: от простых базовых устройств до «интеллектуальных» термодатчиков, которые полностью контролируют работу теплого пола и микроклимат в помещении.

Но даже базовые модели обладают многими достоинствами:

• поддерживают температурные показатели на необходимом уровне;
• управляются очень просто – ручным включением и выключением клавиши;
• благодаря удобному управлению подойдут для пожилых людей, не знакомых с программированием.

К устройству может быть подключен внешний таймер для контролирования режима понижения температуры.

Приборы Thermo Industry AB

Подобные терморегуляторы устанавливаются исключительно в помещениях. Способны управлять элементами подогревающего кабеля либо термомата. Разработаны модели, идеально подходящие под паркет или ламинат. Большинство приборов оборудовано интеллектуальными измерителями температуры воздуха.

Электронные устройства способны настраивать нагрев с точностью до 1°С.

Применяются для систем антиобледенения, если есть возможность совместить их с терморегулятором в доме. Встроенные датчики интеллектуального подогрева дают возможность снизить потребление электричества, а шведское качество гарантирует долгие годы эксплуатации.

Эксплуатационные правила

Чтобы терморегуляторы работали без проблем, их нужно устанавливать и эксплуатировать правильно:

1. Прибор нельзя монтировать рядом с дверью.
2. Высота установки не должна быть больше 100 см.
3. Устройствам нужна защита от прямых лучей солнца.
4. Регулятор запрещено накрывать шторами либо гардинами.
5. Термостат следует регулярно очищать от грязи и пыли, но без применения растворителей.

Регуляторы не применяют, если температура в жилом доме или квартире выше сорока градусов. Недоукомплектованный прибор к энергосети подключать нельзя. Также перед первым включением нужно обесточить дом.

Если следовать этим правилам, срок службы термодатчика составит не меньше десяти лет.  Допущенные при установке и эксплуатации небрежности способны сократить этот период в два раза.

Теплый пол не может функционировать без термодатчиков. Это устройство приводит в действие саму схему нагрева, поддерживая нужное температурное значение в квартире и отключая при превышении заданных показателей.

Выбирать терморегулятор нужно тщательно, проанализировав все необходимую информацию о конкретной модели.

Датчик температуры: принцип работы, измерения и температурный диапазон

Современное производство просто немыслимо без автоматизации различных технологических процессов. Начиная от атомной станции и заканчивая автомобилями, везде можно обнаружить элементы автоматического контроля и регулирования необходимых параметров. Давление, угловая и линейная скорости, температура и многие другие параметры необходимо контролировать для более эффективной работы всего производства или машины.

Среди общего многообразия контролируемых параметров около половины занимает измерение и контроль температуры. Причём одной из наиболее важных деталей всей системы является датчик. Исходя из того, что условия и диапазоны температур могут сильно варьироваться, датчики и первичные преобразователи исполняются с различными свойствами и качествами в зависимости от технологических требований.

Сам по себе датчик измерения температуры является устройством, способным получать измеряемую величину и преобразовывать её в сигнал для последующей обработки и регулировании контролирующим прибором. Проще говоря, он является преобразователем одной величины (температуры) в другую величину (электрический ток, сопротивление), которую способен обработать прибор (к примеру, регулятор температуры) и на основании полученных данных выполнить действия, для которых создаётся сам этот прибор. К примеру, при достижении температуры выше заданной прибор может отключить исполнительный механизм для остановки источника (среды) нагрева.

Виды датчиков температуры

Ввиду того что условия и диапазоны измерений для разных задач могут сильно отличаться, а требования к измерению различных температурных параметров быть разными, соответственно, и для выполнения тех или иных задач термопреобразователь должен соответствовать этим условиям и определённым требованиям. Поэтому они могут быть разными и использовать в работе различные свойства материалов. Таким образом, датчики бывают:

• Полупроводниковые;
• Терморезистивные;
• Акустические;
• Термоэлектрические;
• Пьезоэлектрические;
• Пирометры.

Коротко опишем особенности каждого из них, чтобы можно было представлять, в каких случаях необходимо использовать тот или иной прибор.

Полупроводниковые термоэлектрические

Термопреобразователи этого типа востребованы в производствах, так как являются недорогими и довольно точными приборами с низкой погрешностью. Под воздействием температуры такой датчик регистрирует изменения в свойствах p-n перехода. Здесь может использоваться практически любой диод или же биполярный транзистор. Высокая точность полупроводниковых термодатчиков достигается за счёт зависимости напряжения на транзисторе от абсолютной температуры.

Терморезистивные термоэлектрические преобразователи

Основными положительными сторонами подобных термодатчиков является их долговечность, стабильность и высокая чувствительность. Они прекрасно вписываются практически в любую схему.

Работа таких термопреобразователей основывается на изменении сопротивления под действием температуры на проводник или полупроводник. Проще говоря, они содержат в своей конструкции терморезистор, который реагирует на изменение замеряемой среды.

В зависимости от материала, используемого в терморезистивных термодатчиках, их разделяют на:

1. Кремниевые резистивные, которые отличаются долговременной стабильностью и высокой точностью.
2. Резистивные детекторы температуры, отличающиеся высокой стабильностью, прочностью и точностью. В основе их работы заложена способность металлов изменять своё сопротивление при воздействии температуры. Чаще в таких датчиках используют платину или медь, а при контроле особо высоких температур — вольфрам. Единственным их недостатком является относительно высокая стоимость.
3. Работа термисторов основана на использовании металлооксидных соединений. Применяют их лишь для замеров абсолютных температур. Основным из минусов можно выделить необходимость калибровки и недолговечность.

Акустические бесконтактные устройства

Такой тип температурного датчика применяется преимущественно для измерения высоких температур. Принцип действия их основан на изменении характеристик звука при различных температурах. Состоит такой термодатчик из приёмника и излучателя. Звук, проходя через исследуемую среду, попадает в приёмник, где фиксируются его параметры, и на их основе определяется температура.

Акустические термодатчики часто используются в медицине и там, где невозможно измерить температуру контактными способами. Одним из основных их недостатков является низкая точность измеряемых температур и высокая погрешность вследствие дополнительных особенностей.

Термоэлектрические датчики

Термоэлектрические датчики, или, проще говоря, термопары отличаются широким спектром измеряемых показателей — от -200 до 2200 градусов Цельсия. При этом их возможности зависят от использованных материалов. Так, термопары из неблагородных металлов позволяют измерять температуру до 1100 °C, с благородными до 1600 °C, а для замера особо высоких терморежимов используются термопары с тугоплавкими металлами типа вольфрама.

Принцип работы термоэлектрических датчиков основан на эффекте Зеебека, т. е. используются спаи разнородных металлов, образующих замкнутый контур, в котором возникает электрический ток, когда места спаев имеют различную температуру. Состоит термопара из двух концов: рабочий и свободный. Первый погружается непосредственно в рабочую среду, а второй нет. Таким образом, возникает разность температур, что отображается в виде выходного напряжения, которое фиксируется мультивольтметром, зачастую входящим в комплект с термоэлектрическим датчиком.

Пьезоэлектрические кварцевые приборы

Принцип работы датчика температуры пьезоэлектрического основан на использовании кварцевого пьезорезонатора. Используемый в нём пьезоматериал исполняет роль резонатора. Когда на него подаётся электрический ток, то этот материал начинает колебаться при воздействии разных терморежимов, и частота колебаний также изменяется, что и положено в основу пьезоэлектрических датчиков.

Бесконтактные термопреобразователи пирометры

Бесконтактные датчики, способные фиксировать тепловое излучение от нагретых тел, называются пирометрами. Удобство подобных приборов заключается в том, что нет необходимости помещать его непосредственно в среду. Однако без прямого контакта точность их показаний относительно низка, ведь здесь могут присутствовать побочные явления, влияющие на показания.

Существует три типа пирометров:

1. Интерферометрические пирометры испускают два луча, которые проходят один через среду, а второй является контрольным. Два этих луча попадают на кремниевый чувствительный элемент, после чего сравнивается преломление и длина лучей, непосредственно зависящие от нагрева среды.
2. Флуоресцентные термодатчики работают по более сложному принципу: на поверхность, где необходимо замерить количество тепла, наносятся компоненты на основе фосфора. После этого объект подвергается ультрафиолетовому импульсному излучению, в результате чего происходят определённые реакции, а излучение подвергается анализу.
3. Датчики, которые содержат растворы, способные менять окраску под воздействием температур. Хлорид кобальта, применяемый в подобных пирометрах, при контакте с измеряемой средой способен изменять цветовой спектр в зависимости от степени нагрева. Таким образом, величина света, проходящего через раствор, позволяет измерять необходимые термопараметры.

Правила выбора

Все вышеперечисленные датчики превосходно выполняют свои функции в заданных пределах. Однако нужно понимать, что выбирать и использовать их необходимо исходя из требований в конкретно взятом случае.

Поэтому при выборе того или иного термопреобразователя стоит уделять внимание следующим моментам:

1. Величина температурного диапазона.
2. Возможность погрузить датчик в измеряемую среду. Если такая возможность отсутствует, то стоит прибегнуть к помощи пирометров или акустических датчиков.
3. Условия измерения являются одним из наиболее важных моментов при выборе датчика. Здесь стоит учитывать не только агрессивность среды, но и такие параметры, как: давление, влажность и т. д. Поэтому выбирать стоит либо бесконтактные датчики, либо в коррозиестойких корпусах.
4. Природа выходного сигнала всегда также должна учитываться. Ведь одни термопреобразователи могут сразу пересчитать сигнал в градусы, а другие выдают его лишь в величине тока.
5. Некоторые датчики довольно нестабильны и недолговечны, что также стоит брать во внимание. Поэтому если требуется долгая работа без замены и калибровки, то этот нюанс также должен быть учтён.
6. Нелишним будет при выборе датчика под определённые потребности обращать внимание и на время срабатывания, разрешение и погрешность, рабочее напряжение питания, тип корпуса.

Учтя все вышеперечисленные нюансы, можно подобрать датчик, полностью соответствующий по своим характеристикам в отдельно взятой ситуации и для конкретно поставленных задач.

Датчики температуры в автомобиле: общая информация. Как устроены температурные датчики: какие они бывают

Температурные датчики – элементы электрических цепей, изменяющие свое сопротивление в зависимости от температуры.

Классификация:
По принципу работы:
Термовыключатели – работают по принципу ключа – при изменении температуры происходит скачкообразное изменение сопротивления:
1. при достижении определённой температуры сопротивление падает с единицы практически до нуля – термовыключатели работающие на замыкание.
2. при достижении определённой температуры сопротивление возрастает с нуля до единицы – термовыключатели работающие на размыкание.
Терморезисторы – меняют свое сопротивление постепенно в зависимости от температуры.
— терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (термисторы или NTC (Negative Temperature Coefficient) ). С увеличением температуры их сопротивление уменьшается.
— терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (позисторы или PTC (Positive Temperature Coefficient) — позисторы). С увеличением температуры их сопротивление возрастает.

По выполняемой функции:
1. Датчики включения вентилятора.
2. Датчики на температурную стрелку.
3. Датчики на систему впрыска.

Термовыключатели
Термовыключатели устанавливаются на большом круге циркуляции, как правило, на радиаторе охлаждения, либо рядом с ним.
Термовыключатели делятся на два вида:
— включения аварийной индикации
— включения вентилятора охлаждения

Температурные датчики — важные детали системы управления двигателем, участвующие в экономии топлива и уменьшении вредных выбросов. Вместе с другими датчиками, температурные датчики передают электронному блоку управления двигателем (ЭБУ / ECU) данные, необходимые для управления впрыском топлива.

Существует несколько основных типов датчиков:
1. Датчики температуры охлаждающей жидкости. Их функция заключается в измерении температуры охлаждающей жидкости. Эти датчики устанавливаются в малом круге циркуляции охлаждающей жидкости и передают данные напрямую в ЭБУ. Диапазон измеряемых температур колеблется от -40 градусов до + 130 градусов.
2. Датчики температуры входящего воздуха. Устанавливаются на впускном тракте. Эти датчики измеряют температуру поступающего в двигатель воздуха, эти данные, в сочетании с данными, поступающими с датчика расхода воздуха, позволяют ЭБУ более точно рассчитывать массу поступившего в двигатель воздуха. Диапазон измеряемых температур колеблется от -40 градусов до + 120 градусов.
3. Датчики наружной температуры. Функция этих датчиков аналогична функции датчиков температуры входящего воздуха. Отличие заключается в месте установки. Они устанавливаются не во впускном тракте.

В основе конструкции температурного датчика лежит терморезистор – полупроводник, электрическое сопротивление, которого изменяется в зависимости от температуры. По типу изменения сопротивления от температуры выделяют два типа терморезисторов:
— терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (термисторы или NTC (Negative Temperature Coefficient) — термисторы).
— терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (позисторы или PTC (Positive Temperature Coefficient) — позисторы).

Терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления:
Их сопротивление определяется по формуле:

Rt – сопротивление терморезистора
R25 – сопротивление терморезистора при 25 градусах
B – константа (зависит от свойств материала из которого изготовлен терморезистор)
T – температура терморезистора
Из формулы видно, что чем выше температура, тем меньше сопротивление терморезистора.

График изменения сопротивления позистора в зависимости от температуры:

Устройство автомобильного датчика температуры охлаждающей жидкости:

Connector – электрический разъем для присоединения датчика к электропроводке автомобиля.
Metal body – корпус датчика
Gasket – уплотняющая прокладка
Thermistor — термистор

При неисправности термодатчика нужно проверить состояние разъема и корпуса датчика, при наличии повреждений требуется заменить датчик на новый.

Причины поломки термодатчиков:
— механическое повреждение датчика
— перегрев датчика

Признаки выхода из строя термодатчика:
— повышенный расход топлива
— потеря мощности
— перегрев двигателя
— включение аварийной индикации на приборной панели
— затруднённый запуск двигателя
— увеличение токсичности выхлопных газов

Обслуживание:
Требуется проверять работу температурных датчиков каждые 25000км. В случае нарушения работы датчика его необходимо заменить на новый. В случае с датчиками температуры воздуха необходимо проводить регулярную очистку его от загрязнений, затрудняющих его работу.

Термодатчики охлаждающей жидкости затягиваются с усилием 30-50 Nm. Герметизирующую прокладку нельзя использовать повторно. Каждый раз при монтаже датчика требуется использовать новую прокладку.

 

Датчик температуры для котла отопления: виды, устроство, схема подключения

Датчиком температуры для отопительного котла называют приспособление, контролирующее работу теплоносителя.  Он производит анализ температурного режима и  корректирует температуру  в системе отопления. Благодаря воздействию датчика в системе ГВС устанавливается оптимальный  режим работы, позволяющий экономить 25% – 30% потребляемого агрегатом энергоносителя, а также не допускается аварийная ситуация  котельного оборудования. Сегодня практически любой электрокотел оснащен термодатчиком.

Устройство и принцип действия

Принцип действия термодатчика основан на измерении параметров сопротивления, давления, ЭДС или геометрических размеров рабочего тела от температуры котла. Выбираются только те физические величины, которые меняются  (линейно или нелинейно) в зависимости от прикладываемой температуры и могут быть однозначно пересчитаны в таковую. Требуемая точность замеров достигается предварительной калибровкой задействованного элемента в определенном диапазоне температур.

Термодатчики имеют достаточно простую конструкцию в виде самого датчика в корпусе с креплениями. Он самостоятельно приводит в действие контакты механического реле термостата или с помощью вырабатываемого  электрического сигнала отключает по достижению определенной температуре  электрокотел/газовое или твердотопливное оборудование.

Классификация

Принято разделять существующие термодатчики на две большие группы. В первой группе датчики классифицируются в зависимости от способа определения температуры, а во второй группе – по способу взаимодействия приспособления с термостатом. Одно не исключает другого: одна модель может присутствовать в классификаторе каждой группы термодатчиков.

По способу определения

От способа определения температуры зависит корректность работы термодатчика на объекте. Существует несколько видов датчиков, отличающихся ценой и точностью определения параметра.

Дилатометрический

Дилатометрический (объемный) датчик представляет собой биметаллическую пластину или спираль, изготовленную из материала с высоким коэффициентом теплового расширения. При нагревании происходит изгиб пластины и происходит размыкание контакта на конце пластины со стационарным контактом реле, препятствуя протеканию тока. В термостатах  замедленного действия используется спираль, которая медленно разжимается или сжимается с изменением температуры.

Резистивный

В резистивных температурных датчиках задействован терморезистор (термистор). Это необычный резистор, изготовленный  из меди, никеля или платины, электрическая проводимость которого меняется прямо пропорционально  температуре. В зависимости от сопротивления термистора в текущий момент автоматикой выбирается режим подогрева или остывания котла.

Термоэлектрический

Действие основано на свойстве термопары — термоспая из двух металлов разного типа (железо-никель, никель-хром) вырабатывать при нагреве в точке контакта пропорционально температуре ЭДС до 40–60 мкВ. Столь низкие значения напряжения налагают особые требования к используемой  при обработке сигнала аппаратуре: задействуются  точные, многоразрядные преобразователи с минимальным уровнем собственных  шумов.

В простом энергонезависимом котле термоэлектрический датчик  управляет непосредственно электромагнитным клапаном подачи газа на основную горелку после нагрева термопары пламенем запальника.

Манометрический

Принцип действия манометрических датчиков основан на изменении давления газа/жидкости в замкнутом объёме. Они не требуют внешнего источника энергии, что удобно при дистанционных измерениях. Недостатком является высокая инерционность показаний и невысокая чувствительность этого типа устройств.

 По типу взаимодействия с термостатом

Тип взаимодействия с термостатом выбирается в зависимости от места локализации датчика с учетом эргономичности системы ГВС. Наряду с традиционным проводным способом  подключения набирают популярность беспроводные схемы подключения.

Проводной

По определению проводные приспособления котлов   передают данные по проводам. Проводниками соединяют датчик с блоком управления отопительного агрегата.

Беспроводной

Работа беспроводного приспособления аналогична принципу работы с Wi-Fi. Сигнал поступает в радиомодуль, в водогрейной установке приемный модуль принимает, а встроенный контроллер блока управления обрабатывает и преобразует его в управляющий импульс.

По способу размещения

В зависимости от способности размещаться в пространстве термодатчики подразделяют на несколько типов. Существуют накладные, погружные и комнатные типы устройств.

Накладной

Накладными называют датчики с наружным креплением к контуру отопления. Чувствительный элемент накладывается снаружи трубы подачи или обратки и  притягивается к ней хомутами, после чего плотно оборачивается снаружи теплоизоляционной гильзой.

Погружной

Погружные изделия непосредственно контактируют с горячей водой или теплоносителем. Они устанавливаются в специальные посадочные отверстия на трубопроводе, предусмотренные конструкцией оборудования, на выходе теплообменника. Недостатком погружных изделий считается необходимость сливать теплоноситель из системы ГВС при замене.

Комнатный

Комнатными называют устройства, размещенные внутри жилых либо служебных помещений. Выбирается то помещение, в котором воздух   имеет наиболее  постоянную температуру. Самым  подходящим местом для локализации чувствительного элемента/  термостата является стена. Следует  размещать устройство на высоте не более 120–150  см от пола.

Внешний

Внешний (датчик наружной температуры) располагается на открытом воздухе снаружи здания. Он производит корректировку микроклимата внутренних помещений   в зависимости от температуры  окружающей среды на улице, осуществляя тем самым  погодозависимое терморегулирование.

 Критерии выбора

Выбирая датчик, следует учитывать совместимость конкретной модели с термостатом. Следует также учитывать технические параметры и условия  эксплуатации приспособления.

Диапазон измеряемых температур

В диапазоне измеряемых температур от комнатной до +55ºС — +80ºС термодатчик должен быть:

• особенно чувствительным и «откликаться» на малейшие изменения температуры;
• с минимальной задержкой реагировать на охлаждение/нагрев контролируемой среды.

Технические особенности

Перед установкой приспособления следует учесть некоторые технические нюансы. Необходимо правильно выбрать тип устройства (погружной или закрепляемый) и  обеспечить в месте локализации достаточное для монтажа пространство.

Условия измерения

Требуется создать такие условия последующих измерений, при которых негативное влияние внешних факторов на точность замеров было бы минимизировано. С целью стабильной  и корректной работы устройство необходимо  предохранить от попадания:

• на корпус теплоносителя, влаги или грязи;
• сквозняков, разместить подальше от мостиков холода;
• солнечных лучей, защитить от постороннего нагрева;

Не рекомендуется размещать приспособление вблизи электропроводки, электрических приборов. По возможности необходимо экранировать чувствительный элемент от источников электромагнитных полей.

Характеристики датчика

При выборе приспособления следует руководствоваться несколькими критериями отбора. Отбирать изделие следует с учетом основных технических характеристик и особенностей работы:

• необходимости запитки от внешнего источника напряжения;
• скорости отклика на изменение ситуации, передаваемого на управляющее устройство;
• допустимого диапазона погрешности измерений;
• возможности эксплуатации в конкретных условиях обслуживаемого объекта.

Срок эксплуатации, периоды обслуживаний, необходимость калибровок

Гарантийный срок эксплуатации термопреобразователя обычно составляет 6 месяцев с момента изготовления, а средний срок службы 8–12 лет.  Периоды обслуживаний определяются производителем и приведены в сопроводительной документации на изделие.  Необходимо регулярно производить  температурную калибровку (верификацию) термодатчика на эталонном оборудовании. Обычно безмонтажная поверка чувствительного элемента проводится 1 раз в 4 года.

Величина выходного сигнала

Величина вырабатываемого напряжения чувствительных элементов без внешнего источника (термопар) невысокая и находится в диапазоне от микровольт до милливольт. Поэтому перед последующей обработкой выходной сигнал усиливается.

Подключение

Обычно датчики для определения температуры располагаются в корпусе термостата. Поэтому при рассмотрении  подключения термодатчика, в большинстве случаев имеется  в виду термостат, а не отдельный датчик.

Наружного

Наружное устройство прикрепляется на стену с северной или северо-восточной стороны здания. Электрическое соединение осуществляется 2-х жильным медным проводом сечением 0,75 мм² длиной ≤ 30 м, возможна установка беспроводного устройства. Одна сторона провода подключается к контактам датчика, другая соединяется с 2-мя клеммами электронной платы, между которыми прикручена перемычка ТА. Перед подключением перемычку следует снять.

Комнатного

Комнатный чувствительный элемент устанавливается в самой холодной или угловой комнате строения, где обычно находятся домочадцы, чтобы избежать подачи ложных сигналов. Напряжение, выходящее из электронной платы на терморезистор, не превышает 24 В. Поэтому возможна прокладка к котлу слаботочным кабелем сечением 0,2–0,35 мм², если длина провода не превышает нескольких метров. Подключение производится аналогично подсоединению  с наружного датчика.

Для газового котла

На колодке термостата с датчиком температуры следует отыскать контакты с маркировкой COM (общий) и NO (нормально открытый) и подсоединить к ним две жилы с одной стороны кабеля.  По схеме соединения теплоагрегата на плате управления отыскать 2 клеммы с перемычкой  из отрезка провода для подключения термостата. Снять перемычку и соединить свободные контакты с 2 жилами с обратной стороны кабеля.

Водяного термодатчика

Аналогичным способом подсоединяется к клеммам котла кабель водяного пола, с обратной стороны крепится малоформатное устройство. Водяной термодатчик  размещается в полу на равном расстоянии от труб с теплоносителем, отступ от ближайшей стены составляет 0,5 метра.

Особенности эксплуатации

С целью получения метрологической характеристики с заданной погрешностью и выработки ресурса устройством, необходимо:

• периодически (не реже 2 раз в год) проверять техническое состояние термодатчиков;
• в сроки, указанные производителем в сопроводительной документации на товарную позицию, делать безмонтажную или лабораторную поверку термоэлемента;
• обращать внимание на правильность коммутации клемм устройства с элементом (блоком) питания и подсоединяемых вторичных цепей на котле;
• при определении клемм подключения на электронной плате проверить соответствие маркировки контактов мультиметром в режиме прозвонки;
• не вскрывать, предохранять от сильных ударов, экстремальных температур и повышенного давления приспособление.

Программируемые терморегуляторы

Программируемый терморегулятор – цифровой регулятор температуры теплоносителя отопительной системе и воздуха в отапливаемом помещении. Он состоит из термостатической головки в виде сильфона со штоком, заполненным жидкостью/газом, и электронной части с программатором. В зависимости от введенного алгоритма работы  шток снижает или полностью перекрывает подачу теплоносителя. С  помощью клавиш и дисплея программируемого «термо»  задаются параметры температуры, день и время старта,  продолжительность режима. Все последующие действия устройство выполнит самостоятельно.