Как работает датчик температуры охлаждающей жидкости
Antigraviynaya.ru

Ремонт автомобилей

Как работает датчик температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры охлаждающей жидкости: функции и устройство

Одним из ключевых составляющих системы контроля над силовым агрегатом автомобиля, выступает датчик температуры охлаждающей жидкости, принцип работы которого сводится к постоянному слежению над состоянием мотора. Стоит отметить, что для корректной работы транспортного средства, очень важно, чтобы функционирование датчика происходило в нормальном режиме. При сбоях в работе узла, высока вероятность поломки самого двигателя, а также возникновения различных непредвиденных ситуаций на дороге.

О том, как работает датчик температуры охлаждающей жидкости, а также что нужно знать о диагностике данной системы, мы и поговорим сейчас.

В чем суть такого элемента

Обсуждая принцип работы датчика температуры охлаждающей жидкости, следует сказать, что прародителем данного устройства выступало термореле, которое можно увидеть на некоторых старых силовых агрегатах (к примеру, на моделях K-Jetronic).

Устройство и принцип работы датчиков температуры охлаждающей жидкости современного типа предполагает наличие термистора (резистора, что может измерять сопротивление, исходя из изменений температуры). Контроль над состоянием жидкости происходит непрерывно.

В качестве материала для их изготовления используется оксид никеля (реже берут кобальт).

В случае увеличения температуры, на подобных соединениях растет число свободных электронов, что приводит к уменьшению сопротивления.

Как правило, максимальный показатель сопротивления можно обнаружить в случае выключенного мотора (или же холодного силового агрегата). Стоит отметить, что работа датчика температуры охлаждающей жидкости невозможна без сопряжения с источником электрического питания. На прибор подают напряжение, что будет уменьшаться при изменении сопротивления. ЭБУ контролирует данные изменениями, благодаря чему и может определять температуру охлаждающего вещества.

Где расположен датчик температуры охлаждающей жидкости

Прежде чем решать, как подключить датчик температуры охлаждающей жидкости, необходимо понять, где же это устройство находится вообще. Выглядит данный элемент как небольшой прибор из пластика с резьбой из металла. Благодаря последней, датчик закрепляют на выпускном патрубке головки цилиндра. Устройство установлено так, чтобы напрямую контактировать с охлаждающим составом. В результате, при сильном сокращении уровня состава, указатель температуры охлаждающей жидкости может фиксировать несколько неточные данные.

В ряде автомобилей устанавливают два подобных датчика. Как результат, один из них следит за температурой жидкости при ее выходе из мотора, а второй – при выходе из радиатора.

Как понять, что устройство вышло из строя

И так, мы разобрались как устроен датчик температуры охлаждающей жидкости. Теперь же следует обозначить основные симптомы неисправности данного элемента:

  • постоянно горит лампа, свидетельствующая о неполадках мотора;
  • сильно вырос расход горючего;
  • присутствуют определенные проблемы с движком (плохой пуск, нестабильность работы на холостом ходу, самопроизвольные остановки и пр.);
  • ошибки, которые выводит ЭБУ (код может меняться, исходя из особенностей конкретной модели транспортного средства).

Обнаружив такие проблемы, следует сразу же заменить датчик. Стоит такое устройство достаточно недорого, так что никаких проблем с этим не должно возникнуть. Чтобы более точно убедиться в наличии проблемы, можно провести тщательную диагностику.

Методы проверки работоспособности устройства

Если вы знаете принцип работы датчика температуры двигателя, то провести его диагностику не составит труда. Для начала следует проверить устройство на наличие коррозии.

Именно ржавчина является ключевой причиной того, что элемент выходит из строя.

Также стоит осмотреть прибор на момент наличия механических повреждений. Если никаких видимых деформаций не обнаружено, приступаем к более тщательной диагностике.

Первый вариант предполагает использование электрочайника и электротермометра. Прежде всего, с помощью термометра, замеряем температуру в чайнике с холодной водой. Подсоединяем к датчику мультиметр, а затем кладем устройство в чайник. Замеряем показания, после чего начинаем нагревать воду, фиксируя данные из ключевых точек (шаг составляет 5 градусов Цельсия). Сравниваем полученные результаты с нормативными показателями.

Если у вас нет термометра, способного измерить высокую температуру, можно обойтись и без него. Так как вода не может нагреваться выше 100 градусов, доводим ее до точки кипения, после чего меряем датчиком сопротивление. Оно должно достигать 177 Ом.

Учитывая погрешности, полученный результат должен составить в районе 210-180 Ом.

В случае, когда показатели значительно отличаются от нормативных, значит, прибор вышел из строя, так что ему требуется замена.

Видео о том, как проверить датчик температуры:

Принцип работы датчика охлаждающей жидкости теперь стал ясен. Как можно видеть, данный прибор является достаточно простым. В то же время, от его функционирования во многом зависит работоспособность силового агрегата. Таким образом, при обнаружении признаков поломки датчика, необходимо сразу же его заменить. Сделать это можно как самому, так и обратившись за помощью в профессиональный сервисный центр.

Датчик температуры охлаждающей жидкости — признаки неисправности и замена

За оптимальный температурный режим силовой установки, при котором выход мощности максимальный, отвечает система охлаждения. Данная система включает рубашку охлаждения радиатор и патрубки, по которым циркулирует жидкость. Циркуляция обеспечивается насосом, привод которого выполняется от коленчатого вала.

Различные виды датчиков температуры охлаждающей жидкости

В систему также входит термостат, обеспечивающий быстрый прогрев двигателя за счет перекрытия трубопровода, идущего на радиатор, при этом жидкость циркулирует только внутри рубашки охлаждения. При достижении определенной температуры термостат открывает патрубок, после чего жидкость циркулирует уже по большому кругу, включающему и радиатор.

В радиаторе происходит охлаждение нагретой жидкости. Для более быстрого охлаждения жидкости на радиатор установлен вентилятор, который создает дополнительный поток воздуха. Но этот вентилятор работает не всегда, он включается только при превышении определенного значения температуры жидкости.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Для выполнения контроля температуры охлаждающей жидкости в эту систему включен датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ). Показания этого датчика выводятся на приборную панель, что предоставляет водителю информацию о температурном режиме двигателя.

Но это не основная задача этого датчика. Датчик температуры охлаждающей жидкости передает данные о температурном режиме на электронный блок управления, после чего этот блок корректирует подачу топлива в зависимости от температуры. При холодном двигателе, основываясь на показаниях этого датчика, блок управления устанавливает обогащенную смесь, после прогрева топливная смесь становится нормальной. Еще основываясь на показаниях этого элемента, электронный блок регулирует угол опережения зажигания.

Так что от этого датчика во многом зависит нормальная работа двигателя, расход топлива. Также он приводит в действие вентилятор радиатора. На некоторых авто для включения вентилятора используется отдельный датчик. Он может располагаться как возле ДТОЖ, так и в радиаторе.

Конструкция, принцип работы

В конструкцию данного датчика входит термистор – резистор, который меняет сопротивление от окружающей его температуры. Этот термистор помещен в металлический корпус с нанесенной на него резьбой. К этому корпусу подсоединена хвостовая часть, сделанная из пластика. В этой части располагаются контакты для подсоединения проводки. Один контакт – положительный и идет он от электронного блока, второй – отрицательный и подключен он к массе.

Чтобы термистор работал, на него постоянно подается напряжение в 5 В. Это напряжение подает на него электронный блок посредством резистора, имеющего постоянное сопротивление. Поскольку термистор ДТОЖ обладает отрицательным температурным коэффициентом, то при повышении температуры сопротивление его будет снижаться, а также будет и снижаться напряжение, подаваемое на него. По падению этого напряжения электронный блок рассчитывает температуру двигателя, а также выводит ее значение на приборную доску.

Точное место установки данного датчика температуры у разных авто отличается, но незначительно. Он может устанавливаться в головке блока цилиндров возле корпуса термостата, либо же на самом корпусе термостата. Он обязательно располагается возле отводящего патрубка, по которому жидкость идет в радиатор. Возле этого патрубка он располагается для того, чтобы передавать точные данные о температуре.

Признаки неисправности датчика

Считается, что датчик температуры очень надежен из-за сравнительной простоты конструкции. Однако и с ним могут быть проблемы. Обычно они сводятся к нарушению градуировки, что приводит к нарушению сопротивления и как следствие неправильной работы электронного блока, поскольку часть своих функций он выполняет, основываясь на температуре двигателя.

Читать еще:  Как правильно выбрать видеорегистратор для автомобиля

Одним из самых явных признаков выхода из строя ДТОЖ является отсутствие включения в работу вентилятора при превышении температуры выше установленного значения. Но этот показатель не будет являться достоверным, если имеется два датчика – основной, для передачи значения температуры на электронный блок, и дополнительный, отвечающий за включение вентилятора. В таком случае не включение в работу вентилятора будет указывать на повреждение, окисление проводки или выход из строя датчика, отвечающего за его работу.

На современных автомобилях неисправность, сигнализирующая о некорректной работе датчика температуры охлаждающей жидкости, выводится на дисплей бортового компьютера. Однако сообщение о неисправности не всегда указывает на выход из строя датчика. Зачастую проблемы в его работе связаны с обрывом проводки или окислением контактов.

Некорректное функционирование датчика температуры охлаждающей жидкости или обрыв его проводки приводит к перерасходу топлива, высоким оборотам на холостом ходу, детонации. Возможно, что силовой агрегат будет плохо запускаться после прогрева. Самая большая неприятность, которая может произойти из-за неработоспособности этого датчика – это перегрев силовой установки, из-за чего может повести головку блока цилиндров.

Проверка датчика

Диагностика работоспособности ДТОЖ не является сложной. Но перед тем как произвести ее, желательно проверить целостность проводки, идущей к нему. Можно также проверить напряжение, идущее от блока управления. Для этого с датчика нужно отсоединить фишку с проводами и подсоединить ее к вольтметру. После этого запустите двигатель и замерьте значение подающегося на датчик напряжения, оно должно соответствовать 5 В.

Для снятия, диагностики и замены датчика температуры понадобится не так уж и много:

  • Ключ на 19;
  • Мультиметр;
  • Емкость для слива охлаждающей жидкости;
  • Электрочайник;
  • Термометр;

Перед снятием элемента нужно частично слить жидкость с системы. Всю сливать необязательно, поскольку он находится в верхней части двигателя, достаточно слить до уровня ниже положения ДТОЖ.

Затем от датчика отсоединяется фишка с проводкой. Ключом на 19 он выворачивается из своего посадочного места.

Видео: Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости

Ещё кое-что полезное для Вас:

Проверяют датчик при помощи электрочайника с термометром и мультиметра, переведенного в режим измерения сопротивления. Провести диагностику можно двумя способами.

  1. При первом способе погружают рабочую часть ДТОЖ в электрочайник с холодной водой, туда же помещается и термометр. Использовать можно только электронный термометр, способный замерять высокие температуры. К самому датчику подсоединяется мультиметр и электрочайник включается в сеть. При повышении температуры воды, сопротивление датчика будет падать. Так, при температуре воды в +15 С, сопротивление должно составлять 4450 Ом. При +40 С показания мультиметра должны составлять 1459 Ом. Нагревать воду нужно до температуры в 100 С. При таком значении сопротивление должно быть минимальным – 177 Ом. Если значения отличаются, значит, датчик подает некорректную информацию.
  2. Второй способ подойдет в случае, если нет термометра. Для проведения замеров сопротивления ДТОЖ погружают в воду уже после ее закипания. При этом температура воды будет приближаться к 100 С. Этого вполне достаточно для проведения замеров. После опускания рабочей части датчика температуры в кипящую воду сопротивлениее должно быть немного больше 177 Ом. Если разница большая, датчик неисправен.

Замена датчика температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры охлаждающей жидкости является неремонтируемым, поэтому при обнаружении некорректной его работы он попросту заменяется.

Видео: Замена датчика температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) ВАЗ 2115 (2113, 2114)

После приобретения нового датчика температуры желательно его сразу проверить указанными методами. Если все показания в норме, его устанавливают на место снятого. Перед вкручиванием его в посадочное место, резьбу обрабатывают герметиком.

После установки нового элемента к нему подсоединяется поводка, перепутать положение фишки невозможно, поскольку на ней есть специальные направляющие пазы. Далее охлаждающая жидкость в системе доводиться до нормы. Затем убедитесь, что не происходит ли протекания жидкости через датчик, а после уже производить запуск мотора.

Если замена датчика никакого результата не дала, двигатель продолжает, к примеру, перегреваться или не набирает должной температуры, ищут причину в остальных элементах системы. Возможно, что термостат не срабатывает и жидкость постоянно циркулирует либо по малому, либо по большому кругу.

Температурные датчики

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.

Читать еще:  Что такое циатим 201

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

Для того, чтобы передать нам изображения, замеры деталей либо другую оперативно требующуюся информацию, используйте программы Whatsapp, Viber или Skype. Контактный телефон:
8-913-715-57-58, 8-913-7-4444-69
skype: stars_novosibirsk

Датчик температуры охлаждающей жидкости: функции и устройство

Одним из ключевых составляющих системы контроля над силовым агрегатом автомобиля, выступает датчик температуры охлаждающей жидкости, принцип работы которого сводится к постоянному слежению над состоянием мотора. Стоит отметить, что для корректной работы транспортного средства, очень важно, чтобы функционирование датчика происходило в нормальном режиме. При сбоях в работе узла, высока вероятность поломки самого двигателя, а также возникновения различных непредвиденных ситуаций на дороге.

О том, как работает датчик температуры охлаждающей жидкости, а также что нужно знать о диагностике данной системы, мы и поговорим сейчас.

В чем суть такого элемента

Обсуждая принцип работы датчика температуры охлаждающей жидкости, следует сказать, что прародителем данного устройства выступало термореле, которое можно увидеть на некоторых старых силовых агрегатах (к примеру, на моделях K-Jetronic).

Устройство и принцип работы датчиков температуры охлаждающей жидкости современного типа предполагает наличие термистора (резистора, что может измерять сопротивление, исходя из изменений температуры). Контроль над состоянием жидкости происходит непрерывно.

В качестве материала для их изготовления используется оксид никеля (реже берут кобальт).

В случае увеличения температуры, на подобных соединениях растет число свободных электронов, что приводит к уменьшению сопротивления.

Как правило, максимальный показатель сопротивления можно обнаружить в случае выключенного мотора (или же холодного силового агрегата). Стоит отметить, что работа датчика температуры охлаждающей жидкости невозможна без сопряжения с источником электрического питания. На прибор подают напряжение, что будет уменьшаться при изменении сопротивления. ЭБУ контролирует данные изменениями, благодаря чему и может определять температуру охлаждающего вещества.

Где расположен датчик температуры охлаждающей жидкости

Прежде чем решать, как подключить датчик температуры охлаждающей жидкости, необходимо понять, где же это устройство находится вообще. Выглядит данный элемент как небольшой прибор из пластика с резьбой из металла. Благодаря последней, датчик закрепляют на выпускном патрубке головки цилиндра. Устройство установлено так, чтобы напрямую контактировать с охлаждающим составом. В результате, при сильном сокращении уровня состава, указатель температуры охлаждающей жидкости может фиксировать несколько неточные данные.

В ряде автомобилей устанавливают два подобных датчика. Как результат, один из них следит за температурой жидкости при ее выходе из мотора, а второй – при выходе из радиатора.

Как понять, что устройство вышло из строя

И так, мы разобрались как устроен датчик температуры охлаждающей жидкости. Теперь же следует обозначить основные симптомы неисправности данного элемента:

  • постоянно горит лампа, свидетельствующая о неполадках мотора;
  • сильно вырос расход горючего;
  • присутствуют определенные проблемы с движком (плохой пуск, нестабильность работы на холостом ходу, самопроизвольные остановки и пр.);
  • ошибки, которые выводит ЭБУ (код может меняться, исходя из особенностей конкретной модели транспортного средства).

Обнаружив такие проблемы, следует сразу же заменить датчик. Стоит такое устройство достаточно недорого, так что никаких проблем с этим не должно возникнуть. Чтобы более точно убедиться в наличии проблемы, можно провести тщательную диагностику.

Методы проверки работоспособности устройства

Если вы знаете принцип работы датчика температуры двигателя, то провести его диагностику не составит труда. Для начала следует проверить устройство на наличие коррозии.

Именно ржавчина является ключевой причиной того, что элемент выходит из строя.

Также стоит осмотреть прибор на момент наличия механических повреждений. Если никаких видимых деформаций не обнаружено, приступаем к более тщательной диагностике.

Первый вариант предполагает использование электрочайника и электротермометра. Прежде всего, с помощью термометра, замеряем температуру в чайнике с холодной водой. Подсоединяем к датчику мультиметр, а затем кладем устройство в чайник. Замеряем показания, после чего начинаем нагревать воду, фиксируя данные из ключевых точек (шаг составляет 5 градусов Цельсия). Сравниваем полученные результаты с нормативными показателями.

Если у вас нет термометра, способного измерить высокую температуру, можно обойтись и без него. Так как вода не может нагреваться выше 100 градусов, доводим ее до точки кипения, после чего меряем датчиком сопротивление. Оно должно достигать 177 Ом.

Учитывая погрешности, полученный результат должен составить в районе 210-180 Ом.

В случае, когда показатели значительно отличаются от нормативных, значит, прибор вышел из строя, так что ему требуется замена.

Видео о том, как проверить датчик температуры:

Принцип работы датчика охлаждающей жидкости теперь стал ясен. Как можно видеть, данный прибор является достаточно простым. В то же время, от его функционирования во многом зависит работоспособность силового агрегата. Таким образом, при обнаружении признаков поломки датчика, необходимо сразу же его заменить. Сделать это можно как самому, так и обратившись за помощью в профессиональный сервисный центр.

Виды датчиков температуры и принцип их работы

Датчики измерения температуры используются для контроля веществ в твердом, жидком или газообразном состоянии. В зависимости от целей применения, схема строения прибора будет видоизменяться. Но чтобы выбрать подходящий инструмент необходимо обращать внимание на одни и те же нюансы.

Виды, конструкция и принципы действия

Термопара

Датчик включает в себя две проволоки из разных металлов, спаянных между собой. Для отношения концов друг с другом в зоне постоянной температуры, в конструкцию добавляют удлиняющие провода из двух металлов. Когда на концы проводов действуют разные температуры (например, при помещении датчика в горячую воду), то в цепи появляется электрический ток. Сила возникшего тока (от 40 до 60 мкВ) зависит от используемого материала термопары, который влияет на термоэлектрическую силу прибора.

В практике можно встретить железоникелевые, хромоалюминиевые, медно-константановые и так далее. В дешевых моделях используются неблагородные металлы (аналогичных термоэлектродам) для удлиняющих проводов, а в дорогих – благородные металлы, которые способы развивать аналогичную термо-ЭДС, что и электроды (необходимо для уменьшения стоимости высококлассным приборов).

Термопара относится к датчикам с высокой точностью. Проблемой устройства является сложность получения замеренного значения. Термопара действует по принципу относительности отличия температур между разъемами. Горячий спай помещается в замеряемое вещество, а холодный остается находиться в окружающей среде.

При необходимости использования термопары работа проводится следующим образом. Температуру холодного спая необходимо компенсировать, для чего вторую термопару помещают в среду с известным показателем.

Если используется программный способ компенсации, второй датчик помещается в изометрическую камеру, где находятся холодные спаи, что позволяет контролировать температуру с высокой точностью. Самое сложное в работе с одноконтактной термопарой – снять показатели.

В ГОСТе прописаны коэффициенты, необходимые для перевода ЭДС в показатель температуры и наоборот. Подсчет также может вестись при помощи контроллера.

Но получаемый от термопары показатель ЭДС измеряется в единицах и сотнях микровольт. Поэтому использование аналоговых преобразователей не будет успешным. Для сборки специальной конструкции, цель которой – получение точных результатов, потребуются малошумящие аналоговые преобразователи.

На практике для устранения имеющихся погрешностей используют автоматическое введение поправки на температуру свободных концов. Под этим подразумевают введение моста с плечами в виде медного и манганинового терморезисторов.

Терморезисторы

Терморезисторы делятся по типу зависимости сопротивления от температуры. Они могут быть отрицательными (NTC) или положительными (PTC).

Измерения легче проводить при помощи терморезисторов. Принцип работы построен на сопротивлении материалов внешней температуре. Высокая точность присуща для приборов, изготовленных из платины. На работу терморезисторов влияют две характеристики.

Первая – базовое сопротивление, второе – температура, при которой оно определяется. ГОСТ устанавливает, что определение должно проходить при 0 градусов по Цельсию. В нормативном документе указывается, что рекомендуется использовать несколько номиналов сопротивлений, определяемых в Омах, а также температуры, что позволит сопоставить результаты при 0°С и другом показателе. Для этого используется следующая формула:

Читать еще:  Что такое сухая мойка автомобиля

Температурный коэффициент будет изменяться в зависимости от используемого материала для термометров, что отражено в ГОСТе. В нормативном документе также указываются коэффициенты полинома, необходимые для расчета в зависимости от текущего сопротивления.

Термометры сопротивления обладают одним минусом – низкий температурный коэффициент сопротивления. Несмотря на этот нюанс, использование терморезисторов проще по сравнению с принципом работы термопары.

Способы измерения будут зависеть от комплектации модели. Базовые терморезисторы необходимо включать в цепь с источником тока и контролируемого дифференциального напряжения. Чтобы корректно определить доли единицы процента получаемых от температурного коэффициента проводников, лучше использовать аналого-цифровые преобразователи.

Если в датчик уже встроен аналоговый выход, соответствующий питаемому напряжению, то для оцифровывания можно напрямую подключать терморезистор к преобразователю

Комбинированные

Комбинированные датчики включают в себя несколько полупроводников, объединенных в единое устройство. Датчики могут иметь встроенный цифровой интерфейс, а не только интегральные схемы с выходом. Часто используется комбинированный датчик благодаря возможности подключения параллельных устройств. Погрешность при расчете температуры равна 2 °С, а при определении влажности – 5%. Проблема в таком датчике одна – оптимизация интерфейса.

Цифровые

В цифровых датчиках устанавливается трехвыводная микросхема. Показатели считываются с нескольких параллельно работающих датчиков, что позволяет получить показания с точностью 0,5 °С. Работа электронного термометра возможна от -55 до +125 °С. Единственным минусом устройства является скорость получения результатов – 750 секунд для получения максимально точного показателя. Определение точности прибора осуществляется при помощи соответствующих регулировок, которые необходимы для уменьшения количества затрачиваемого времени на получение результата. Опрос датчика не имеет смысла, так как корпус является инерционным.

Бесконтактные

Работа датчика основана на нагревании тонкой пленки, что осуществляется благодаря воздействию инфракрасных лучей. Встретить подобную технологию можно в пирометрических устройствах. В отличии от контактного, получить данные можно на расстоянии.

Кварцевые преобразователи температуры

Если диапазон изменяемых температур превышает стандартные значения и достигает отметки от -80 до +250°С, то используются кварцевые преобразователи. Такие устройства работают на принципе взаимодействия кварца и температуры, отражаемого частотной зависимостью. Преобразователь имеет несколько функций, которые меняются в зависимости от расположения среза по осям кристалла.

Кварцевые датчики отличаются высокой точностью, стабильностью и разрешением. Являются более перспективными способами измерения температуры. Часто можно встретить в цифровых термометрах.

Шумовые

Шумовой датчик служит для получения показателей по принципу разности потенциалов на резисторе, которые меняются в зависимости от температуры. На практике подобный способ измерения имеет условие – одна из температур должна быть известна, а вторая — измеряемая. Два полученных шума от различных температур сравнивают и находят искомое значение.

Работа датчика возможна от -270 до +1100 °С. Из преимуществ отмечается возможность измерения температур в термодинамике. Но минусом является сложность реализации такого способа измерения напряжения шумом из-за наличия различий с шумом усилителя.

Ядерного квадрупольного резонанса

Принцип работы биметаллического термометра основывается на действии градиента поля тока решетки кристалла и момента ядра, вызванного отклонением заряда от симметрии сферы. При помощи такого процесса создается процессия ядер. Частота напрямую зависит от градиента поля решетки. В зависимости от вещества, величина показателя может подниматься до нескольких тысяч МГц. Чем выше температура, тем меньше частота ЯКР.

ЯКР образует ампулу с веществом, которая помещается в обмотку индуктивности для дальнейшего соединения с контуром генератора. Если частота генератора и частота ЯКР совпадают, то исходящая от генератора энергия поглощается. При измерении вещества с температурой -263°С погрешность составляет 0,02 градуса, а при температуре 27°С, погрешность равна 0,002 градуса. Из преимуществ датчика выделяют неизменную стабильность. Минусом является значительная нелинейность преобразующей функции.

Объемные преобразователи

Принцип работы иного рода биметаллического термометра построен на свойстве веществ расширяться и сжиматься в зависимости от действующей температуры. Диапазон действия преобразователя определяется в зависимости от стабильности материала. Датчик может использоваться при температурах от -60 до +400°С. Погрешность составит от 1 до 5%.

При определении температуры датчиками на жидкости погрешность падает до 1-3% в зависимости от температурной среды. Температура закипания и замерзания жидкости также будет влиять на интервал работы датчика.

Если датчик измеряет преобразователи на газе, то граница измерения зависит от точки перехода газа в жидкое состояние и стойкостью баллона в воздействующей температуре.

Канальный

Все цифровые термометры относятся к канальным, так как для передачи сигналов они используют каналы. В зависимости от количества таких “магистралей” определяется канальность устройства. Так термометр Testo 925 относится к 1-канальным, в основе работы лежит термопара, как и у термометра Testo 735-2 – 3-канального. А Testo 810 – 2-канальный прибор с инфракрасным термометром.

Параметры выбора

Чтобы осуществить корректный выбор подходящего термометра, необходимо определить несколько условий, которые должны соответствовать для комфортной работы прибором.

Диапазон рабочей температуры

Необходимо знать, в каких температурах будет задействован термометр. Также нужно определить, какая погрешность будет приемлемой при получении результатов. Если диапазон температур небольшой, то подойдут термисторы. В самых суровых условиях работоспособны преимущественно шумовые приборы.

Условия проведения замеров

Возможно ли поместить термометр в среду или материал, который нужно заменить. Если нет, то получить данные можно при помощи радиационных термометров, которые замеряют температуру сквозь препятствия.

Время работы до калибровки или замены

Установить условия работы датчика. Окружающая обстановка может быть стандартной, с высокой влажность, окислительной, пожароопасной и так далее.

Величина сигнала выхода

Сигнал выхода должен соответствовать возможностям электроизмерительных приборов для дальнейшей обработки получаемых данных. Зависит это от полученных показателей температуры, преобразуемых в энергию.

Другие технические данные

Также при определении подходящего типа датчика температуры необходимо обращать внимание на второстепенные факторы. Эти нюансы позволяют выбрать самый подходящий аппарат для получения необходимых данных.

Погрешность

Для получения самых точных результатов потребуется большое количество времени. Лучший показатель выдает биметаллический термометр, построенный по принципу ЯКР и цифровые. Первые – быстрее, а вторые – точнее.

Разрешение

Этот показатель позволяет получить от датчика более точные приращениям дискретности измерения температуры. Ярким представителем является DS18B20, который может работать в разрешении 9,10,11 и 12 бит. Самый малый режим даст 0.5°C, а максимальный — 0.0625°C.

Напряжение

На величину выходного напряжения будет влиять сопротивление резистора. В зависимости от этого напряжение может быть линейным (изменяться в зависимости от температуры) и нелинейным. Для каждого датчика существуют свои эталонные величины на выводах термометра, который зависит от температуры измеряемого объекта.

Время сработки

Показатель отвечает за скорость получения результатов замера. Как правило, быстрые замеры можно получить, имея крупную погрешность. Для устранения этого недостатка потребуется пренебречь временем сработки и увеличить его до необходимого показателя точности.

Промышленные термодатчики и сенсоры

Кроме стандартных бытовых термодатчиков бывают промышленные, которые используются исключительно на специальных объектах. Их распространение направлено на определенную группу лиц из-за избыточных возможностей, которые требуются только на производстве. Некоторые из них способны работать в различных нетрадиционных средах и суровых условиях. Выбор подходящих типов осуществляется тем же образом, что и для подбора бытовых датчиков.

Применение

Стоит понимать, что каждый из типов датчиков создан для использования в специальных условиях. Практически во всех сферах производства и жизни требуется знать температуру. Так применять термисторы необходимо для получения абсолютных показателей, для сбора показателей в помещениях – шумовые, для получения максимально точных данных – цифровые и так далее.

Мир датчиков температур охватывает все сферы жизни, где требуется измерение показателей. Это может быть помещение, жидкость или предмет с совершенно различными нюансами. В одних помещениях высокая влажность, в другие нельзя попадать. Аналогичные параллели можно проводить с жидкостями и объектами. При выборе подходящего термометра необходимо обращать внимание на нюансы условий измерения.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector