Главная / Продукция / Приборы для измерения и регулирования температуры / Термосопротивления и термопары

Термосопротивления и термопары

Сортировать по

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

Рис. 2-х проводная схема подключения датчика температуры

3-х проводная схема обеспечивает значительно более точные измерения, т.к. появляется возможность измерить сопротивление подводящих проводов и вычесть его из суммарного измеренного сопротивления

Рис. 3-х проводная схема подключения датчика температуры

4-х проводная схема - наиболее точная схема, обеспечивает полное исключение влияния подводящих проводов

Рис. 4-х проводная схема подключения датчика температуры

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.

Как выбрать ?

Измеряемая среда

Измеряемая среда (выхлопные газы, морская вода, бензин и т.п.)
Диапазон рабочих температур измеряемой среды
Давление измеряемой среды
Скорость потока измеряемой среды.

Окружающая среда

Температура окружающей среды
Влажность
Наличие агрессивных сред
Взрывоопасная зона.

Первичный преобразователь

Чувствительный элемент (сенсор)

Тип датчика:
- термосопротивление (Pt, Ni.)
- термопара
Класс точности.

Способ монтажа защитной арматуры в резервуары и трубопроводы

фланцевый (размер)
резьбовой (шаг)
приварной
асептическое (гигиеническое) присоединение.

Схема электрического подключения для терморезистора

2-х проводная
3-х проводная
4-х проводная.

Защитная трубка (гильза)

Материал
Длина погружаемой части датчика
Диаметр
Гигиеническая конструкция.

Соединительные кабели

Длина
Материал.

Соединительная головка

Степень защиты корпуса
Материал (алюминий, нержавеющая сталь, пластик)
Тип кабельного ввода
Материал электрических контактов (позолоченные).

Преобразователь

Тип преобразователя:
- встраиваемый в соединительную головку (Head)
- для монтажа на DIN-рейку
- для полевой установки на кронштейне, с индикатором
Тип подключаемого датчика:
- термосопротивление
- термопара
- универсальный
Количество подключаемых датчиков к одному преобразователю
Вычисление (при подключении нескольких датчиков)
- среднего значения
- разности температур
Схема электрического подключения:
- 2-х проводная
- 3-х проводная
- 4-х проводная
Точность измерения
Повторяемость измерения
Цикл измерения
Единицы измерения
Характеристика:
- линейная
- программируемая
Смещение нулевой точки
Контроль:
- обрыва линии
- короткого замыкания
Питание
Выходной сигнал:
- токовый 4..20мА
  - гальваническая изоляция
  - сигнал ошибки
  - защита от обратной полярности
- HART
- PROFIBUS PA
- Foundation Fieldbus.