Цифровое измерение температуры двигателя
Сайт о внедорожниках УАЗ, ГАЗ, SUV, CUV, кроссоверах, вездеходах
Указатель температуры охлаждающей жидкости 14.3807 электромагнитный, логометрического типа. Предназначен для контроля температуры охлаждающей жидкости в двигателе. Оснащен сигнализатором перегрева. На автомобилях УАЗ входит в состав щитка приборов 14.3805 или КП116-3805010. Работает совместно с датчиком температуры ТМ100.
Указатель температуры охлаждающей жидкости 14.3807, характеристики.
Указатель температуры охлаждающей жидкости 14.3807 представляет собой электромагнитный логометр с неподвижными катушками и подвижным постоянным магнитом связанным со стрелкой. Кроме автомобилей семейства УАЗ-31512, фургонов УАЗ-3741 и УАЗ-3909, санитарных УАЗ-3962, автобусов УАЗ-2206, грузовых УАЗ-3303 и УАЗ-39091, указатель температуры охлаждающей жидкости 14.3807 применяется на автомобилях ГАЗ, ЗИЛ, УРАЛ, ЛУАЗ, и автобусах ПАЗ, ЕРАЗ, КАВЗ.
Основные характеристики указателя 14.3807 :
— Диапазон показаний, градусов Цельсия : 40-120
— Цена деления, градусов Цельсия : 20
— Тип измерительного механизма : магнитоэлектрический
— Номинальное напряжение, В : 12
— Посадочный диаметр кожуха, мм : 60
— Посадочный диаметр для ламподержателя подсветки и сигнализатора, мм : 11,5
— Конструкция электрического соединения : штекер 6,35 мм
— Масса, кг : 0,18
Датчик температуры охлаждающей жидкости ТМ100, характеристики.
Указателя 14.3807 получает показания от датчика температуры ТМ100, который установлен в головке блока цилиндров двигателя. Рабочим элементом датчика является термистор помещенный в металлический корпус.
Основные характеристики датчика температуры ТМ100 :
— Пределы измерения температуры, градусов : 40-120
— Номинальное напряжение, В : 12, 24
— Ток нагрузки, А : 0,1
— Присоединение : винт М3
— Размер под ключ : S19
— Резьба : K3/8
— Вес, г : 45
Схема подключения указателя температуры 14.3807 и датчика температуры ТМ100.
Контрольная лампа предельной температуры охлаждающей жидкости в радиаторе и датчики температуры ТМ104 или ТМ111-09.
Контрольная лампа расположена на панели приборов УАЗ и работает совместно с датчиком температуры ТМ104 или ТМ111-09, который расположен в верхней части радиатора. Биметаллическая пластина внутри датчика замыкает контакты и контрольная лампа загорается при температуре охлаждающей жидкости в радиаторе в пределах 91-98 градусов.
Во время эксплуатации автомобиля не допускается значительное понижение уровня охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя и как следствие обнажение трубок в верхнем бачке радиатора, так как от перегрева датчик температуры может выйти из строя.
Перестановка местами датчика ТМ100 указателя температуры охлаждающей жидкости и датчика ТМ104 или ТМ111-09 контрольной лампы аварийного перегрева охлаждающей жидкости не допускается, так как указатель и лампа в таком случае работать не будут.
Схема подключения и работы аварийного датчика температуры ТМ104 или ТМ111-09.
Расположение датчиков температуры ТМ100 и ТМ104 в автомобилях семейства УАЗ-31512.
Расположение датчиков температуры ТМ100 и ТМ111-09 в автомобилях семейства УАЗ-3741.
Проверка исправности указателя температуры 14.3807 и датчика температуры ТМ100.
Указатель температуры охлаждающей жидкости 14.3807 проверяется путем сравнения его показаний с показаниями термометра. Для этого надо вывернуть датчик температуры ТМ100, при необходимости удлинить его провод, соедините датчик отдельным проводом с массой автомобиля и поместите вместе с термометром в середину сосуда с водой нагретой до кипения. Клемму датчика погружать в воду не следует.
Затем остается сравнивать показания указателя температуры 14.3807 и термометра. Температура воды до требуемой величины доводится путем долива в сосуд холодной воды. При температуре воды в 100 и 80 градусов погрешность показаний указателя не должна превышать +-5 градусов, а при температуре воды в 40 градусов погрешность не должна превышать +4 или -12 градусов.
Если показания указателя превышают указанные пределы, то сначала надо попробовать заменить датчик ТМ100, а если это не даст положительных результатов, то заменить указатель температуры охлаждающей жидкости 14.3807.
Если стрелка указателя постоянно находится в начале шкалы.
То при включенном зажигании отсоединить провод от датчика указателя и соединить его наконечник с массой. Если стрелка отклонится, то следовательно неисправен датчик и его необходимо заменить. Если стрелка не отклоняется, снять щиток приборов и при включенном зажигании соедините с массой клемму «Д» указателя. Отклонение стрелки в этом случае укажет на его исправность и на повреждение провода, соединяющего датчик с указателем. Если стрелка не отклоняется, то неисправен сам указатель.
Если стрелка указателя постоянно находится в конце шкалы.
То при включенном зажигании отсоединить провод от датчика. При неисправном датчике стрелка должна вернуться в начало шкалы. Если стрелка остается в конце шкалы, то провод имеет замыкание на массу или неисправен указатель. Его исправность можно проверить, отсоединив провод от клеммы «Д». При включенном зажигании стрелка должна находиться в начале шкалы.
Проверка указателя температуры 14.3807 при помощи контрольного реостата.
Для проверки указателя 14.3807 таким способом, его надо подсоединить к контрольному реостату. При сопротивлении контрольного реостата в 400-530 Ом стрелка должна находиться около отметки 40 градусов. При сопротивлении 80-95 Ом — около отметки 80 градусов. При сопротивлении 51-63 Ом — около отметки 120 градусов.
Диагностика исправности датчика температуры ТМ100 по его сопротивлению.
При температуре 40 градусов сопротивление на датчике должно быть в пределах 400-530 Ом, при температуре 80 градусов — в пределах 130-157 Ом, при температуре 100 градусов — в пределах 80-95 Ом, а при температуре 120 градусов — в пределах 51-63 Ом.
Ремонт указателя температуры охлаждающей жидкости и его датчика.
Указатель температуры охлаждающей жидкости 14.3807 и датчики ТМ100, ТМ104 и ТМ111-09 ремонту не подлежат. Поэтому в случае их неисправности следует проверить только электрические соединения и исправность проводки, и если они в порядке, то заменить указатель или датчики на новые. Рекомендуется сначала попробовать заменить датчики, так как они обычно чаще выходят из строя.
Электронный датчик температуры
Самодельный цифровой датчик температуры двигателя на приборную панель.
Вс 11 Янв 2015 Просмотров: 9 179 Рубрика: Интересное
Многих автолюбителей по некоторым причинам попросту не устраивает обычный стрелочный индикатор температуры двигателя на приборной панели автомобиля. Вызвано это в основном тем, что такие датчики, в большинстве своем случаев, показывают неточные, а иногда и неверные данные. В сегодняшней статье мы расскажем о возможном решении данной проблемы, а решением у нас будет установка нового датчика с цифровым индикатором температуры.
Причиной того, что стрелочные индикаторы показывают неверные данные, обычно является то, что их рабочий диапазон, который составляет примерно 300-400 Ом, имеет некоторую погрешность в размере до 50 Ом. Из-за этого и выводятся неточные данные. Цифровой индикатор, в свою очередь, не имеет никаких погрешностей в выводе данных и способен более точно определить температуру двигателя и передать ее значение на циферблат. Кроме этого, такие индикаторы оснащаются дополнительным рядом полезных функций, таких как:
• Включение вентилятора на радиаторе, когда температура двигателя достигает 910С и его выключение при 880С;
• Применение звукового сигнала, что-то в виде тревоги, когда температура достигает 990С и ее выключение при 980С;
• Включение дополнительного сигнала при критических 1100С;
В неком смысле, можно сказать, что данный индикатор не только измеряет точную температуру двигателя, но и имеет (хоть и урезанный) функционал бортовых компьютеров.
Данный прибор настроен таким образом, что температура включения датчика вентилятора 2103-07, диапазон которой сужен с обеих сторон на 10С. Нужно это для более точного измерения температуры в блоке двигателя, а не на радиаторе.
Сам датчик температуры помещается в корпус стандартного, старого датчика температуры ТМ106. Перед помещением все обрабатывается термопастой и делается разъем для того, чтобы при дефекте или выходе из эксплуатации датчика температуры, его можно было заменить без деформации самого корпуса.
Если у вас не имеется прошивки датчика, то схема не даст вам никакой полезной информации. Прошивку к вышеуказанной схеме можете найти по этой ссылке. Ну а этот вариант поможет вам подключать несколько термометров разом, а так же использовать один из приборов PIC на выбор.
В нашем случае был автомобиль ВАЗ 2110, который не имел дополнительного отверстия для циферблата датчика, поэтому мы вырезали его самостоятельно. Установив циферблат, может быть такое, что яркость циферблата превышает яркость других приборов на панели, поэтому на циферблат мы наклеили затемняющую поверхность, которая немного снизила его яркость.
Данный небольшой тюнинг вашего автомобиля обеспечит вам более точную слежку за параметрами температуры двигателя автомобиля, а также вовремя оповестит вас о перегреве.
(не требуют вакуумного заполнения, штуцерное присоединение)
(не требуют вакуумного заполнения, фланцевое присоединение)
(не требуют вакуумного заполнения, штуцерное присоединение)
(не требуют вакуумного заполнения, штуцерное или фланцевое присоединение, установка производится непосредственно в магистраль)
(требуется вакуумное заполнение, разборная конструкция, штуцерное соединение)
(требуется вакуумное заполнение, сварная конструкция, штуцерное соединение)
(требуется вакуумное заполнение, сварная конструкция, штуцерное соединение)
(требуется вакуумное заполнение, разборная конструкция, фланцевое соединение)
(требуется вакуумное заполнение, сварная конструкция, фланцевое соединение)
(требуется вакуумное заполнение, тубусные, фланцевое соединение)
(3-, 5-вентильные)
(2-, 3-, 5-вентильные)
/=300 мА × 250 В)
5 А × 250 В)
Цифровой индикатор температуры двигателя в приборной панели
Многих не устраивает, как работают стрелочные приборы, а все потому что их значения сильно разнятся с реальными. Не исключение и показания температуры охлаждающей жидкости (двигателя) в панели приборов десятки. В этой статье предлагается установить новый цифровой индикатор, который будет существенно выигрывать у старого.
Таким образом, такой исполнительный индикатор совмещает в себе часть функций бортового компьютера .
Прибор настроен на роботу и температурный режим датчика включения вентилятора 2103-07, но диапазон сужен на 1 градус с обеих сторон, так как данный датчик более точный и замеряет температуру в блоке, а не в радиаторе.
Сам датчик температуры должен быть помещен в корпус стандартного датчика ТМ106. После, датчик посадить на термопасту, и сделать разъемом, чтобы при необходимости отключения или замены не нужно было все демонтировать. Залит эпоксидной коркой сверху, чтобы не хоронить его полностью, а сделать ремонтно пригодным.
Если нет прошивки, тогда схема — вещь бесполезная. Вот прошивка к аналогичной схеме. А этот вариант позволит подключить «вагон» термометров, кроме этого есть возможность использовать один из двух PIC на выбор.
Изучение динамических характеристик датчика температуры охлаждающей жидкости автомобиля
Лабораторная работа № 2 по УТС
План лабораторной работы:
1. Изучение устройства и принципа работы датчика.
2. Схема подключения датчика в электрическую схему — транзисторный источник тока.
3. Изучение принципа работы измерительного комплекса на базе АЦП ZET 210 и интерфейса пользователя.
4. Подключение датчика к измерительному комплексу.
5. Получение динамической характеристики датчика при нагревании с
20°С до 100°С.
6. Обработка результатов эксперимента. Определение передаточной функции датчика. Определение передаточного коэффициента и постоянной времени датчика.
7. Моделирование переходного процесса при нагревании датчика в MATLAB Simulink. Уточнение параметров передаточной функции.
8. Оформление отчета по лабораторной работе. Отчет должен содержать:
— схему подключения датчика к АЦП;
— экспериментально полученный график переходного процесса при нагревании датчика;
— передаточную функцию датчика и наложенные графики переходного процесса, полученные при моделировании и эксперименте.
Устройство и принцип работы датчика температуры охлаждающей жидкости автомобиля
Датчики 23.3828 и 27.3828 температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) двигателя (рис. 1 и 2) предназначены для измерения температуры охлаждающей жидкости в выходном патрубке водяной «рубашки» головки цилиндров двигателя в составе системы управления двигателем совместно с блоком электронной системы управления двигателем (ЭСУД). Датчики применяются на автомобилях ВАЗ (рис. 3), оснащенных ЭСУД.
Рисунок 1 — Внешний вид датчиков температуры 23.3828
Рисунок 2 — Внешний вид датчиков температуры 7.3828
Рисунок 3 — Установка датчика 27.3828 на двигателе ВАЗ-1118
Основные технические характеристики датчиков приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
| Характеристика | Значение |
| Рабочее напряжение, В | 3,4±0,03 |
| Сопротивление, Ом: | |
| при 15 °С | 4033…4838 |
| при 128 °С | 76,7…85,1 |
| Резьба | М12×1,5 |
| Размер под ключ | S19 |
| Масса, г | 30 |
| Характеристика | Значение |
| Номинальное напряжение, В | 12 |
| Диапазон измеряемых температур, °С | +(40…130) |
| Масса, г | 50 |
В основе работы этих датчиков лежит свойство проводников и полупроводников изменять свое сопротивление при изменении температуры. Терморезистор, расположенный внутри датчика, имеет отрицательный температурный коэффициент сопротивления, т.е. при нагреве его сопротивление уменьшается. При высокой температуре охлаждающей жидкости терморезистор имеет низкое сопротивление, а при низкой температуре — высокое сопротивление.
2. Схема подключения датчиков
При подключении датчиков данного типа к системе измерений необходимо обеспечить протекание через них тока с постоянным значением в диапазоне 1,0…1,5 А. В этом случае при изменении температуры падение напряжения на датчике будет прямо пропорционально его сопротивлению. В данной лабораторной работе для питания датчиков используется транзисторный источник тока (рис. 4 и 5). С помощью переменного резистора R1 и амперметра, подключенного последовательно с температурным датчиком R5, можно установить необходимое значение силы тока через датчик при различном напряжении питания. Через четырехштырьковый разъем (белого цвета) на источник тока подается напряжение питания 12 В, через двухклеммовый соединитель (зеленого цвета) подключается датчик. На этих же клеммах измеряется падение напряжения на датчике, которое может быть пересчитано в температуру. В автомобиле аналогичное питание датчиков обеспечивается блоком ЭСУД.
Рисунок 4 — Транзисторный источник тока: принципиальная электрическая схема
Рисунок 5 — Транзисторный источник тока: реализация
3. Измерительный комплекс на базе аналого-цифрового преобразователя ZET 210
Измерительный комплекс, используемый в данной лабораторной работе, состоит из:
1. Модуля аналого-цифрового преобразователя (АЦП) ZET 210, к которому подключается изучаемый датчик (рис. 6);
2. Ноутбука, связанного с АЦП по интерфейсу USB 2.0;
3. Программного обеспечения ZETLAB, обеспечивающего настройку АЦП, первичную обработку сигналов, их отображение и запись на жесткий диск.
Модуль АЦП ZET 210 предназначен для измерений параметров сигналов в широком частотном диапазоне (с частотой дискретизации до 500 кГц), поступающих с различных первичных преобразователей. Модуль имеет также цифровые и аналоговые выходы, которые могут использоваться в цепях управления различными исполнительными механизмами.
1 — клеммы для подключения входных аналоговых сигналов; 2 — разъем USB 2.0 для подключения к компьютеру; 3 — светодиодный индикатор питания Рисунок 6 — Внешний вид модуля АЦП ZET 210
Основные технические характеристики модуля АЦП ZET 210 представлены на странице ZET 210 — измерительная лаборатория на ладони!.
Модуль АЦП ZET 210 работает совместно с программами из набора ZETLAB, запускаемыми на ноутбуке, подключенном к модулю по интерфейсу USB 2.0. Управление и запуск программ ZETLAB осуществляется при помощи панели управления программами ZETLAB (далее — панель ZETLAB). Для ее запуска используется ярлык ZETPanel на рабочем столе или главное меню Пуск → ZETLab → ZETPanel. Панель ZETLAB представляет собой горизонтальную панель, располагающуюся после запуска в верхней части экрана (рис 7).
Рисунок 7 — Панель управления программами ZETLAB
В данной работе настройка модуля АЦП ZET 210 осуществляется с помощью команды панели ZETLAB Сервисные → Диспетчер устройств. В окне настройки свойств устройства необходимо установить частоту дискретизации 4000 Гц (рис. 8). В окне настройки свойств измерительного канала установить дифференциальное включение (рис. 9).
Рисунок 8 — Настройка АЦП и ЦАП в диспетчере устройств ZETLAB
Рисунок 9 — Настройка измерительных каналов в диспетчере устройств ZETLAB
Просмотр данных в графическом виде возможен с использованием программы осциллографа, запускаемой из панели ZETLAB Отображение → Многоканальный осциллограф (рис. 10).
Рисунок 10 — Окно программы «Многоканальный осциллограф»
Основные настройки для программы осциллографа следующие (см. рис. 10): интервал — 200 с, частота — 4,0 Гц. С помощью кнопки Старт/Стоп начинается или завершается считывание данных с датчика и их отображение. С помощью кнопки Запись осуществляется сохранение данных, отображенных в виде графиков, во внешнем файле в текстовом виде.
4. Получение динамической характеристики датчика температуры
Динамическая характеристика датчиков 23.3828 и 27.3828 строится при скачкообразном изменении их температуры от комнатной до +100 °С. Это достигается при их резком опускании в кипящую воду. Можно считать, что такой вид воздействия соответствует ступенчатому воздействию. Подключение датчика к измерительной системе показано на рисунках ниже.
1 — ноутбук; 2 — модуль АЦП ZET 210; 3 — транзисторный источник тока; 4 — датчик; 5 — блок питания; 6 — кабель USB Рисунок 11 — Подключение датчика к измерительной системе: общий вид
2 — модуль АЦП ZET 210; 3 — транзисторный источник тока; 7 — провода от транзисторного источника тока к модулю АЦП ZET 210; 8 — провода от датчика к транзисторному источнику тока; 9 — провода к блоку питания Рисунок 12 — Подключение датчика к измерительной системе: соединение модуля АЦП ZET 210 и транзисторного источника тока
4.1. Порядок проведения эксперимента
1. Включить ноутбук, дождаться загрузки операционной системы.
2. Соединить проводами (см. рис. 11 и 12) модуль АЦП ZET 210, транзисторный источник тока, датчик и блок питания.
3. Подключить модуль АЦП ZET 210 к ноутбуку кабелем USB. Убедиться, что светодиодный индикатор питания горит зеленым светом.
4. Произвести настройку модуля АЦП ZET 210 (см. п. 3, рис. 8 и 9).
5. Включить блок питания.
6. Измерить и записать начальную температуру датчика, которая равна температуре окружающего воздуха.
7. Довести воду в специальной емкости до температуры кипения.
8. Запустить на ноутбуке программу «Многоканальный осциллограф».
9. Опустить датчик в емкость с кипящей водой и держать его там, пока не завершиться переходный процесс (около 1-ой минуты). Внимание! Во избежание получения ожогов данные операции необходимо проводить с осторожностью и в матерчатых перчатках.
10. При окончании переходного процесса нажать кнопку Стоп в программе «Многоканальный осциллограф». Затем нажать кнопку Запись и сохранить полученный график переходного процесса на диск.
11. Выключить блок питания и разобрать измерительную систему.
4.2. Обработка результатов эксперимента
Целью обработки результатов, полученных в результате эксперимента, является определение передаточной функции данного датчика. Так как температурный датчик характеризуется некоторой инерционностью, то для его описания удобно использовать передаточную функцию апериодического звена: W(p)=k/(Tp+1)
Обработку результатов удобно проводить в пакете MathCAD (рис. 13). Основные этапы обработки следующие:
- чтение данных из файла с помощью функции READPRN и построение графика;
- вычленение из полного графика участка с переходным процессом;
- вычисление передаточного коэффициента k и постоянной времени датчика T.
Рисунок 13 — Листинг программы в MathCAD для обработки результатов эксперимента
Для более «тонкой» настройки параметров передаточной функции необходимо провести моделирование эксперимента в MATLAB Simulink (рис. 14 и 15). Подбором параметров передаточной функции необходимо добиться хорошего совпадения расчета с экспериментом.
Рисунок 14 — Моделирование эксперимента в MATLAB Simulink: схема для расчета
Рисунок 15 — Моделирование эксперимента в MATLAB Simulink: график напряжения на датчике
Датчики температуры. Виды и принцип действия, Как выбрать
Датчики температуры нужны для того, чтобы проконтролировать температуру в помещении, жидкости, твердого объекта или расплавленного металла.
Виды и принцип действия
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.
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.
Ткс = (Re – R0c) / (Te – T0c) *1/R0c
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.
Загрузка...
