Разбираются три типа датчиков температуры — термопары, термосопротивления и термисторы, их устройство, достоинства и ограничения. Отдельно даны рекомендации по выбору, монтажу и типичные ошибки подключения.
- Термопара образует термо-ЭДС на спае двух разных проводников, выдерживает высокие температуры, но уступает в точности и требует компенсации холодного спая.
- Термосопротивления на платине (Pt100, Pt500, Pt1000) и меди (50М, 100М, 50П, 100П) отличаются линейностью и точностью, поэтому их берут для технологических измерений до нескольких сотен градусов.
- Термисторы построены на полупроводниковом элементе с очень высоким ТКС, дешевле, но менее стабильны и линейны, из-за чего в промышленной АСУ ТП применяются ограниченно.
- При выборе учитывают диапазон температур, точность, быстродействие и условия среды; отклик ускоряется при тонкой арматуре и защитной гильзе.
- В трубопроводе монтажную часть заглубляют примерно на 2/3 в поток; для воздуха нужна защита от солнца и застоя, для наружного — северная сторона под козырьком.
- Частые ошибки — малое заглубление, установка в застойных зонах, у окон и под солнцем, а также подключение термопары к модулю для термосопротивлений; ТС подключают двух-, трёх- или четырёхпроводной схемой.
- термопара
- термосопротивление
- термистор
- термо-ЭДС
- Pt100
- 50М
- 100П
- ТКС
Кому полезно: Инженерам АСУ ТП, КИПиА и проектировщикам систем измерения температуры
- Статья Термопреобразователь, термометр сопротивления, датчик температуры ТСМ (50М, 100М), ТСП (50П, 100П).
- Статья Как подключить, проверить ТСП Pt100. Градуировочная таблица — как пользоваться.
- Статья Датчик Pt100 0-300гр 4-20мА
Выжимка составлена редакцией сайта с помощью ИИ по тексту статьи.
Основные типы — термопары, термосопротивления (ТС) и термисторы. Термопара даёт термо-ЭДС, работает до высоких температур, но менее точна. Термосопротивление (Pt100, 50М, 100П) меняет сопротивление, точнее и линейнее, но ограничено по диапазону. Выбор — по температуре, точности и условиям монтажа.
Термопара — это два разнородных проводника, спаянных на рабочем конце. При нагреве спая возникает термо-ЭДС, которую измеряет вторичный прибор. Достоинства — широкий диапазон температур и малая инерционность, недостатки — нелинейная характеристика и необходимость компенсации температуры холодного спая. Термопары применяют в печах, котлах, там, где нужны высокие температуры.
Термосопротивление (термометр сопротивления) — металлический или полупроводниковый элемент, сопротивление которого растёт с температурой. Платиновые (Pt100, Pt500, Pt1000) и медные (50М, 100М, 50П, 100П) ТС имеют линейную характеристику и высокую точность [3]. Именно линейность и стабильность делают их основным выбором для технологических измерений в диапазоне до нескольких сотен градусов.
Термисторы — тоже преобразователи температура-сопротивление, но с полупроводниковым элементом и очень высоким ТКС. Их нельзя путать с термосопротивлениями и термопарами: у них другая конструкция и назначение [3]. Термисторы дешевле, но менее стабильны и линейны, поэтому в промышленной АСУ ТП применяются ограниченно.
При выборе смотрят на диапазон температур, требуемую точность, быстродействие и условия среды. Быстродействие зависит от толщины арматуры и защитной гильзы: чем тоньше, тем быстрее отклик [1]. Для трубопроводов монтажную часть датчика заглубляют примерно на 2/3 в поток [1]. Для воздуха — защита от солнца и застоя, для наружного воздуха — северная сторона под козырьком [1].
Типичные ошибки монтажа: недостаточное заглубление в трубопровод, установка в застойных зонах, рядом с окнами или под прямым солнцем. Ещё одна частая ошибка — путаница при подключении: модули бывают под термопары или под термосопротивления, и при неверном подключении показания уходят [4]. ТС подключают двух-, трёх- или четырёхпроводной схемой — это влияет на компенсацию сопротивления линии [6].
Материалы сайта по теме
- Выбор термосопротивления или термопары
- Сравнение термосопротивления и термопары. Основы измерения температуры от Emerson
- Термосопротивления: Теория
- «Водокомфорт» — реальные кейсы системного интегратора на оборудовании ОВЕН
- Вебинар. Температурные контроллеры Autonics. Подробный Обзор.
- Что я спрашивал на собеседовании на должность инженер проектировщик АСУТП
Частые вопросы
Чем термопара отличается от термосопротивления?
Термопара вырабатывает термо-ЭДС при нагреве спая, термосопротивление меняет электрическое сопротивление. Термопара работает при более высоких температурах, ТС точнее и линейнее.
Что такое Pt100?
Это платиновое термосопротивление с номиналом 100 Ом при 0 °C. Относится к классу ТС с линейной характеристикой и высокой точностью.
Можно ли подключить термопару к модулю для термосопротивлений?
Нет, это разные типы входов. Модули бывают под термопары или под ТС, и при ошибочном подключении показания будут неверными [4].
Как правильно установить датчик в трубопровод?
Монтажную часть заглубляют примерно на 2/3 в трубопровод, чтобы чувствительный элемент был в потоке [1].
Почему термосопротивление дороже термопары?
Из-за материала чувствительного элемента и более сложной технологии изготовления. Но оно даёт линейную характеристику и высокую точность [3].
