Anschließen von Temperatursensoren

Temperatursensoren sind wesentliche Bestandteile vieler Messgeräte. Sie messen die Temperatur der Umgebung und verschiedener Körper. Diese Geräte werden als Temperaturmessgeräte nicht nur in der Produktion und Industrie, sondern auch im Alltag und in der Landwirtschaft, also dort, wo Menschen aufgrund ihrer Tätigkeit die Temperatur messen müssen, häufig eingesetzt. Und es stellt sich immer die Frage, wie man einen solchen Sensor richtig anschließt, damit er genau und fehlerfrei funktioniert?

Zum Anschließen des Temperatursensors sind keine komplizierten Arbeiten erforderlich. Hier gilt es vor allem, die Anweisungen genau zu befolgen, dann wird das Ergebnis erfolgreich sein, und das Schwierigste, was für die Installation benötigt wird, ist ein gewöhnlicher Lötkolben.

Ein typischer Sensor ist als Gesamtgerät ein über 2 Meter langes Kabel, an dessen Ende das Messgerät direkt befestigt ist; Es unterscheidet sich vom Kabel in der Farbe, normalerweise schwarz. Schließen Sie das Gerät an Analog-Digital-Wandler, der das analoge Signal (Strom oder Spannung) vom Sensor in ein digitales umwandelt.

Einer der Sensorpins ist geerdet und der andere ist mit einem Widerstand von 3-4 Ohm direkt mit dem ADC-Register verbunden. Danach kann der ADC mit dem Informationserfassungsmodul verbunden werden, das über eine USB-Schnittstelle mit einem Computer verbunden werden kann, wo man mit Hilfe eines speziellen Programms bestimmte Aktionen basierend auf den empfangenen Daten ausführen kann.

Mit den Programmen können Sie mit den empfangenen Informationen arbeiten und viele Aufgaben im Zusammenhang mit der Temperaturmessung ausführen. Viele moderne Datenerfassungssysteme sind mit speziellen Displays zur Überwachung der durchgeführten Messungen ausgestattet.

Trotz der scheinbaren Einfachheit verfügen Temperatursensoren über unterschiedliche Anschlussschemata, da häufig die mit dem Widerstand der Drähte verbundenen Fehler berücksichtigt werden müssen.

Schauen wir uns ein konkretes Beispiel an. Der PT100 hat bei einer Sensortemperatur von 0 Grad Celsius einen Widerstand von 100 Ohm. Wenn Sie es nach der klassischen Zweileiterschaltung mit einem Kupferdraht mit einem Querschnitt von 0,12 mm² anschließen und das Verbindungskabel 3 Meter lang ist, haben die beiden Drähte selbst einen Widerstand von ca. 0,5 Ohm , und dies führt zu einem Fehler, da der Gesamtwiderstand bei 0 Grad bereits 100,5 Ohm beträgt und dieser Widerstand am Sensor bei einer Temperatur von 101,2 Grad liegen sollte.

Wir können erkennen, dass es beim Anschluss an einen Zweileiterstromkreis aufgrund des Widerstands der Anschlussdrähte zu Fehlerproblemen kommen kann, die jedoch vermieden werden können. Dafür lassen sich manche Geräte beispielsweise um 1,2 Grad verstellen.Durch eine solche Anpassung wird der Widerstand der Drähte jedoch nicht vollständig ausgeglichen, da die Drähte selbst unter Temperatureinfluss ihren Widerstand ändern.

Angenommen, einige der Drähte befinden sich zusammen mit dem Sensor sehr nahe an der beheizten Kammer, während der andere Teil weit davon entfernt ist und seine Temperatur und seinen Widerstand unter dem Einfluss von Umgebungsfaktoren im Raum ändert. In diesem Fall erhöht sich der Widerstand von 0,5-Ohm-Drähten beim Erhitzen auf alle 250 Grad um das Zweifache, was berücksichtigt werden muss.

Um einen Fehler zu vermeiden, verwenden Sie einen Dreileiteranschluss, sodass das Gerät den Gesamtwiderstand zusammen mit dem Widerstand beider Drähte misst. Sie können jedoch den Widerstand eines Drahtes berücksichtigen, diesen einfach später mit 2 multiplizieren. Danach beträgt der Der Widerstand der Drähte wird von der Summe abgezogen und der Messwert des Sensors selbst bleibt erhalten. Mit dieser Lösung wird eine recht hohe Genauigkeit erreicht, auch wenn der Widerstand der Drähte erheblich beeinflusst werden kann.

Allerdings kann selbst eine Dreileiterschaltung den Fehler, der mit einem unterschiedlichen Widerstandsgrad der Drähte aufgrund der Inhomogenität des Materials, unterschiedlicher Querschnitte entlang der Länge usw. verbunden ist, nicht korrigieren. Wenn die Länge des Kabels klein ist, ist der Fehler natürlich vernachlässigbar, und selbst bei einer Zweileiterschaltung sind die Abweichungen in den Temperaturmesswerten nicht signifikant. Wenn die Drähte jedoch lang genug sind, ist ihr Einfluss sehr groß. Dann sollten Sie einen Vierleiteranschluss verwenden, wenn das Gerät ausschließlich den Widerstand des Sensors misst, ohne den Widerstand der Leitungen zu berücksichtigen.

Daher ist eine Zweileiterschaltung in folgenden Fällen anwendbar:

• Der Messbereich beträgt nicht mehr als 40 Grad und es ist keine hohe Genauigkeit erforderlich. Ein Fehler von 1 Grad ist akzeptabel.

• Wenn die Verbindungsdrähte groß und kurz genug sind, ist ihr Widerstand relativ gering und der Fehler des Geräts selbst entspricht ungefähr ihnen: Der Widerstand der Drähte sei 0,1 Ohm pro Grad und die erforderliche Genauigkeit beträgt 0,5 Grad ist, ist der resultierende Fehler kleiner als der zulässige. Die Dreileiterschaltung ist anwendbar, wenn Messungen in Entfernungen von 3 bis 100 Metern vom Sensor durchgeführt werden und der Bereich bis zu 300 Grad beträgt, mit einem zulässigen Fehler von 0,5 %.

Für genauere und präzisere Messungen, bei denen der Fehler 0,1 Grad nicht überschreiten sollte, wird eine Vierleiterschaltung verwendet.

Zum Testen des Geräts kann ein herkömmlicher Tester verwendet werden. Der Bereich für Sensoren, die bei 0 Grad einen Widerstand von 100 Ohm haben, ist nur von 0 bis 200 Ohm geeignet, dieser Bereich ist für jedes Multimeter verfügbar.

Der Test wird bei Raumtemperatur durchgeführt. Dabei wird festgestellt, welche Drähte des Geräts kurzgeschlossen sind und welche direkt mit dem Sensor verbunden sind. Anschließend wird gemessen, ob das Gerät bei einer bestimmten Temperatur einen Widerstand aufweist, der laut Reisepass sein sollte. Am Ende müssen Sie sicherstellen, dass kein Kurzschluss am Gehäuse vorliegt. thermischer Konverter, diese Messung erfolgt im Megaohm-Bereich. Um die Sicherheitsmaßnahmen vollständig einzuhalten, berühren Sie die Kabel und das Gehäuse nicht mit den Händen.

Zeigt der Tester beim Test einen unendlich hohen Widerstand, ist das ein Zeichen dafür, dass versehentlich Fett oder Wasser im Gehäuse des Sensors gefunden wurde.Ein solches Gerät wird eine Weile funktionieren, aber seine Messwerte werden schwanken.

Es ist wichtig zu bedenken, dass alle Arbeiten zum Anschließen und Überprüfen des Sensors mit Gummihandschuhen durchgeführt werden sollten. Das Gerät sollte nicht zerlegt werden, und wenn etwas beschädigt ist, beispielsweise an einigen Stellen keine Isolierung der Stromkabel vorhanden ist, sollte ein solches Gerät nicht installiert werden. Während der Installation kann der Sensor andere in der Nähe betriebene Geräte stören, daher müssen diese zuerst ausgeschaltet werden.

Wenn Sie Schwierigkeiten haben, vertrauen Sie die Arbeit Profis an. Im Allgemeinen kann gemäß den Anweisungen alles selbst erledigt werden, aber in manchen Fällen ist es besser, es nicht zu riskieren. Stellen Sie nach Abschluss der Installation sicher, dass das Gerät fest an der richtigen Stelle befestigt ist. Dies ist sehr wichtig. Bedenken Sie, dass der Sensor äußerst feuchtigkeitsempfindlich ist. Führen Sie Montagearbeiten nicht während eines Gewitters durch.

Führen Sie von Zeit zu Zeit vorbeugende Kontrollen durch, um sicherzustellen, dass der Sensor ordnungsgemäß funktioniert. Im Allgemeinen sollte die Qualität hoch sein. Sparen Sie nicht beim Kauf eines Sensors. Ein hochwertiges Gerät kann nicht sehr billig sein. Dies ist nicht der Fall, wenn Sie versuchen müssen, Geld zu sparen.