Использование датчика температуры окружающей среды

Датчики температуры. Виды и работа. Как выбрать и применение

Датчики температуры нужны для того, чтобы проконтролировать температуру в помещении, жидкости, твердого объекта или расплавленного металла.

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.

Виды и принцип действия

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.

Обратите внимание

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.

Важно

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.

Совет

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.

Параметры выбора датчика температуры

  • Диапазон рабочей температуры.
  • Возможность погружения датчика в объект измерения или среду. Если это невозможно, то лучше выбрать пирометр или термометр.
  • Условия проведения замеров. Если нужно измерять в агрессивной среде, то надо выбирать датчик в коррозионностойком корпусе, или бесконтактного типа. Также следует определить наличие давления, влажности и т.д.
  • Время работы датчика до калибровки или замены. Многие датчики не могут долго и стабильно работать (термисторы).
  • Величина сигнала выхода. Существуют датчики температуры, выдающие сигнал по току, или в градусах.
  • Технические данные: погрешность, разрешение, напряжение, время сработки. Для полупроводников важен тип корпуса.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/datchiki-temperatury/

Датчик температуры окружающей среды: расположение, устройство, схема и особенности

Практически любой современный автомобиль оснащается большим количеством датчиков. Одни считывают температуру ОЖ, другие – давление в системе смазки. Мы же поговорим о том, для чего нужен датчик температуры окружающей среды, как он устанавливается и где расположен в зависимости от марки автомобиля.

Общие сведения

Как уже было отмечено выше, различные датчики на авто ставятся не просто так. Они необходимы для эффективной работы системы в целом.

Что же касается контроллера температуры наружного воздуха, то он по большей части носит информационный характер и показывает температуру за бортом. Но это касается не всех систем.

Иногда датчик температуры охлаждающей среды подключен к электронным системам двигателя. Это нужно для запуска мотора в холодное время года и является очень удобным дополнением к функции “автозапуск”.

К сожалению, далеко не все автомобили имеют встроенный на заводе датчик температуры. Во многих моделях ВАЗ такового не предусмотрено. Но не беда, рассмотрим, как его установить и чем примечателен данный процесс.

Где находится датчик температуры окружающей среды?

На разных марках автомобилей контроллер имеет различное расположение. Обусловлено это в большинстве случаев конструктивными отличиями машин. К примеру, на БМВ можно поставить датчик температуры непосредственно за бампером, а на ВАЗ – нет.

Тем не менее понять, где находится датчик температуры окружающей среды, достаточно просто. Нужно найти его номер в электрической схеме, и на этом все.

В большинстве случаев он устанавливается около радиатора, обычно перед или за ним. Но бывает, что его монтируют сбоку. Главное требование – отсутствие температурных воздействий со стороны двигателя.

Мотор греется и влияет на контроллер. Тот, в свою очередь, будет давать неверные показания.

“Лада Гранта”: монтаж датчика

Данный автомобиль оснащается контроллером только в максимальной комплектации. В остальных же случаях присутствует подготовка, то есть имеются все необходимые разъемы и провода для подключения. Это сделано для того, чтобы у водителя была возможность выполнить монтаж самостоятельно.

Тем не менее перед монтажом желательно проверить, отобразит ли приборная панель показания контроллера. Для этого необходимо нажать кнопку суточного пробега и включить зажигание.

Так мы запускаем самодиагностику, в результате отображаются все индикаторы. Во время диагностики повторно нажимаем кнопку суточного пробега, что должно вызвать на дисплей версию 090 или же выше.

Это укажет на возможность установки датчика

Непосредственно установка

Как было отмечено выше, датчик температуры окружающей среды ВАЗ установить несложно. Особенно если все разъёмы предусмотрены заводом-изготовителем. Следующий этап – покупка датчика. Сложного ничего нет, идем в автомагазин и приобретем нужную нам вещь.

Читайте также:  Почему нельзя вешать пластиковый щит учета на столбе?

Наиболее оптимальное место расположения датчика – вблизи радиатора. Массу можно накинуть на приваренную шпильку. Провода протянуть нужно в салон. Как это будет делаться, зависит только от вас. Самый удобный и короткий путь – через заглушку сцепления.Конечно без разборки панели приборов не обойтись.

Обратите внимание

Демонтируем её и ищем 25-й контакт. Он как раз и предназначен для контроллера температуры окружающей среды. Показания на бортовом компьютере обычно появляются автоматически. Если же этого не случилось, сбрасываем клемму АКБ на 10-15 минут. После этого все должно заработать.

Датчик температуры окружающей среды ВАЗ стоит копейки. Его установка не занимает много времени.

Как устанавливается датчик температуры окружающей среды на “Приоре”

Штатная комплектация предусматривает наличие данного контроллера. Но бывают случаи, когда он по тем или иным причинам отсутствует. К примеру, взяли машину б/у, а датчика нет или есть, но не работает.

Впрочем, это не большая и проблема. Правда, для установки или замены потребуется снимать бампер, так как не всегда получается подлезть. Расположен он непосредственно за передним бампером и установлен на переднюю часть кузова.

Если есть кондиционер, то таких датчиков будет два. Прежде всего необходимо проверить работоспособность старого. Наиболее оптимальный вариант – взять бытовой термометр и сравнить показания.

Отклонения могут быть вызваны излишним напряжением на контактах.

Если датчик отсутствует, то устанавливаем его в соответствующее гнездо. Жгут проводов должен быть, поэтому остается только подсоединить и радоваться результату.

Если же старый датчик барахлит, то вынимаем его, включаем зажигание и проверяем напряжение на соединительной колодке (жгут проводов). Оно должно быть в диапазоне 3,5 В.

Если напряжение не поступает, значит, проблема где-то в цепи. Прозваниваем и устраняем.

Об установке контроллера на “Калине”

Давайте разберемся, как на данном авто установить датчик температуры окружающей среды. “Калина”, к сожалению, нередко не имеет даже необходимых проводов, поэтому в салон их придется тянуть самостоятельно.

Для установки нужно снять бампер и установить датчик, желательно перед радиатором. Проводов всего два – масса и сигнальный. Массу цепляем за ближайший болт, например от гудка. Сигнальный провод приматываем к жгуту скотчем, хотя более предпочтительно использовать пластиковые хомуты.

В салон вывести удобнее всего через заглушку, установленную возле аккумуляторной батареи. Снимаем приборку и подсоединяем датчик. Обычно температуру показывает сразу, даже клеммы скидывать не придется. Теперь вы знаете, где стоит датчик температуры окружающей среды на автомобилях ВАЗ.

В заключение

Как вы видите, ничего сложного в подключении нет. Самый трудозатратный процесс – снятие и установка бампера. После этого можете быть уверены: практически никаких усилий прилагать не придется.

Зачастую датчик предусмотрен, но не работает. Причина может быть не только в контроллере, но и в проводке, а также плохих контактах.

К счастью, все эти нюансы устраняются с помощью мультиметра и жидкости ВД-40.

Рекомендуется ставить оригинальные датчики, а не китайские аналоги. Последние плохи тем, что могут выдавать неверные показания. Соответственно, особого смысла от такого устройства нет.

Важно

Оригинал же обычно служит довольно долго и всегда работает стабильно. Бывают, конечно, случаи, когда контроллер перегорает. Виной тому – повышенное напряжение на датчик. Где-то в цепи возможно короткое замыкание.

Прежде чем ставить новое устройство, рекомендуется устранить все неполадки в проводке.

Вот и разобрались, где стоит датчик температуры окружающей среды, как он работает и устанавливается. Все предельно просто. Главное – иметь желание и немного свободного времени.

Источник: http://car-avz.ru/glavnaya/posobie/1611-datchik-temperatury-okruzhayushchej-sredy-raspolozhenie-ustrojstvo-skhema-i-osobennosti

Как проверить датчик температуры наружного воздуха на LADA

     27 февраль 2017  LadaOnline    17 930     На всех современных автомобилях LADA в зависимости от комплектации может устанавливаться внешний датчик температуры воздуха, которые передает показания на панель приборов. Если комбинация приборов показывает неверные значения температуры за бортом, то возможно неисправен этот датчик. Перед заменой выполните его проверку при помощи мультиметра.Где находится датчик температуры воздуха:

    • на Лада Гранта/Калина/Приора в нижней поперечине кузова (фото);
    • на Лада Веста/XRAY в левом нижнем углу дефлектора радиатора охлаждения двигателя (фото).

    Для его снятия в некоторых случаях может потребоваться демонтировать передний бампер и защиту двигателя.

    Как проверить датчик температуры окружающей среды? Самый простой способ – это заменить датчик на заведомо исправный. При наличии омметра можно замерить сопротивление на его выводах и сверить его с данными из таблицы:

    Температура, оCСопротивление, Ом
    -40 100922,67±2,96
    -30 53046,93±2,49
    -20 29092,08±2,13
    -10 16567,33±1,68
    9773,24±1,21
    +10 5953,85±1,73
    +20 3737,33±2,11
    +30 2411,98±2,39
    +40 1594,92±2,65

    На автомобиле Лада Веста для проверки датчика предлагается собрать электрическую схему:

    Затем подать на датчик напряжение U=3,2 В ±1% через постоянное сопротивление R=4420 Ом ±1%, что имитирует комбинацию приборов. По напряжению Ux определите сопротивление датчика. Данные для проверки в таблице:

    Температура, оCНапряжение Ux, ВСопротивление, Ом
    3,0657±0,0347 100 922,67±2983,4
    2,7779±0,0360 29 092±620,62
    2,2035±0,0310 9 773±118,4
    +10 1,8366±0,0327 5 953±102,76
    +20 1,4661±0,0323 3 737±78,97
    +30 1,1297±0,0295 2 411±57,6
    +40 0,8485±0,0257 1 594±42,29
    +45 0,7307±0,0236 1 307±36,4

    Рекомендации производителя: Проверку датчика проводите путем погружения датчика в резервуар с силиконовой жидкостью определенной температуры, после 3 минут выдержки осуществляйте замер напряжения Ux.

    Примечание: Летом в пробках показания температуры наружного воздуха могут быть завышены, т.к. датчик не обдувается воздухом, и нагревается от горячего асфальта и двигателя.

    Если на приборной панели не показывает температуру окружающего воздуха и датчик исправен, значит есть обрыв в проводке или плохой контакт.

    Напомним, ранее мы рассматривали, как самостоятельно установить датчик температуры наружного воздуха.

    Ключевые слова: датчики lada xray | датчики лада веста | датчики лада ларгус | датчики лада гранта | датчики лада калина | датчики лада калина 2 | датчики лада приора | датчики нива | универсальная статья

    1 0 Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter..

    Похожие материалы

  • Температура наружного воздуха показывает не верно
  • Установка датчика температуры наружного воздуха на Лада Гранта, Калина 2
  • Как проверить датчик термостата на автомобилях Лада и не только

Источник: https://xn--80aal0a.xn--80asehdb/do-my-self/repair/repair-lada-vesta/1943-kak-proverit-datchik-temperatury-naruzhnogo-vozduha-na-lada.html

Использование датчиков внешней среды (освещенности, температуры, влажности воздуха, давления) при программировании на android

  Android предоставляет методы, с помощью которых можно узнать различные свойства окружающей среды за счет датчиков, встроенных в устройство. Так, вы можете узнать:

-температуру окружающей среды
-освещенность
-давление
-относительную влажность воздуха
-температуру устройства(к сожалению, реализация этого датчика сильно отличается по точности у разных устройств, поэтому используйте его только на свой страх и риск)
Датчик, который вы собираетесь использовать в коде, обязательно должен поддерживаться аппаратно. К сожалению, за исключением датчика освещенности, достаточно наивно рассчитывать на обязательное присутствие используемого вами датчика на конкретном устройстве пользователя. Поэтому очень важно правильно обрабатывать исключительные ситуации.

  Это перевод этой статьи

В отличие от акселерометра, вышеперечисленные датчики возвращают всего одно значение параметра внешней среды — например, температуру в градусах Цельсия или давление в гектопаскалях (это примерно 1/1000 часть атмосферы).
Датчики параметров внешней среды в Android:
Чтобы получить данные о состоянии окружающей среды, сначала нужно создать объект класса SensorManager, с помощью которого можно получит экземпляр класса конкретного датчика. Потом нужно зарегестировать listener в onResume() и начать регистрацию данных в onSensorChanged(). Пример:public class SensorActivity extends Activity implements SensorEventListener {
  private SensorManager mSensorManager;
  private Sensor mPressure;   @Override
  public final void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.main);     // Берем эксемпляр класса SensorManager, и получаем из него экзепляр класса датчика давления
    mSensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
    mPressure = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PRESSURE);
  }   @Override
  public final void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
    // Если точность датчика изменилась
  }   @Override
  public final void onSensorChanged(SensorEvent event) {
    float millibars_of_pressure = event.values[0];
    // Сделать что-то с полученными данными()
  }   @Override
  protected void onResume() {
    // Регистрируем listener
    super.onResume();
    mSensorManager.registerListener(this, mPressure, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
  }   @Override
  protected void onPause() {
    // Приостановить считывание данных, чтобы датчик не использовал заряд батареи
    super.onPause();
    mSensorManager.unregisterListener(this);
  }
}

Использование датчика влажности воздуха аналогично использованию предыдущих. Кроме того, если устройство поддерживает датчик внешней температуры и влажности воздуха, можно легко вычислить точку росы и абсолютную влажность воздуха.
Точка росы — такая температура воздуха, при которой водяной пар становится насыщеным и конденсирует в воду. Она рассчитывается по формуле:
[ln(RH/100%) + m·t/(Tn+t) ] * Tn · ———————————— m – [ln(RH/100%) + m·t/(Tn+t)]

Где:

  • t = температура воздуха, C
  • RH = относительная влажность воздуха (%)
  • m = 17.62
  • Tn = 243.12

Абсолютная влажность воздуха — масса водяного пара в заданном объеме воздуха измеряется в grams/meter3. Формула для расчета:
[(RH/100%) · A · exp(m·t/(Tn+t) ]* 216.7
————————————
273.15 + t

Где:

  • dv = абсолютная влажность воздуха в grams/meter3
  • t = температура, C
  • RH = относительная влажность воздуха (%)
  • m = 17.62
  • Tn = 243.12 C
  • A = 6.112 hPa

Источник: http://dmiter.blogspot.com/2012/07/android_28.html

Датчики температуры

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
  • 3-х проводная схема обеспечивает значительно более точные измерения, т.к. появляется возможность измерить сопротивление подводящих проводов и вычесть его из суммарного измеренного сопротивления
  • 4-х проводная схема – наиболее точная схема, обеспечивает полное исключение влияния подводящих проводов

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.

Термостаты

Термостат (Thermostat) – это регулятор, который поддерживает постоянную температуру воздуха или жидкости в системах отопления, кондиционирования и охлаждения.

Источник: http://www.maxplant.ru/article/temperature_sensor.php

Датчик температуры наружного воздуха для ВАЗ 2114: назначение, причины поломки и способы их устранения

Среди начинающих водителей бытует мнение, что датчик температуры наружного воздуха не относится к числу ключевых элементов в общей системе транспортного средства. Ведь в конструкцию многих автомобилей ВАЗ это устройство вовсе не включено.

В большей мере это касается ранних моделей. Сегодня практически все современные автомобили оснащают ДТНВ. При желании водитель может самостоятельно подключить механизм по контролю температуры воздуха за бортом автомобиля.

Где же находится датчик температуры наружного воздуха ВАЗ-2114 и как подключить датчик в случае возникновения необходимости?

Основное предназначение ДТНВ

Сегодня большое распространения получила VDO панель, которая позволяет выводить значение температуры окружающей среды прямо на дисплее приборной панели.

На первый взгляд может показаться, что информация о положении дел за бортом автомобиля не является столь значимой для водителя. Но, на деле датчик температуры наружного воздуха является полезным механизмом.

Особенно актуальна данная информация в период неустойчивой погоды.

Кроме всего прочего, в более дорогих комплектациях датчик температуры наружного воздуха позволяет владельцу автомобиля запускать двигатель на прогревание в автоматическом режиме. Данная функция значительно экономит время и способствует «легкому» запуску двигателя.

По принципу работы этот механизм является обычным терморезистором, так как его сопротивление зависит от температуры. Датчик температуры воздуха ВАЗ-2114 в своей работе связан с блоком управления. Любые отклонения в функционировании устройства повлекут за собой проявление различных симптомов серьёзной поломки.

Почему ломается ДТНВ

Основную трудность у начинающих водителей вызывает именно поиск устройства. Производитель так упрятал механизм, что порой опытные водители не сразу способны обнаружить ДТНВ. Сам по себе контролер надежен, но часто случаются и его поломки.

Наиболее распространенными причинами его поломки:

  1. от удара щебенки во время вождения;
  2. критический уровень температуры (часто ломается во время суровых морозов);
  3. повреждение проводов;
  4. окисление контактов.

Водитель может долгое время не замечать, что датчик температуры окружающей среды ВАЗ-2114 вышел из строя. Система не будет подавать каких-либо сигналов в случае небольшой разницы между фактической и отображаемой датчиком температурой воздуха. Однако при больших отклонениях, когда летом на дисплее красуется минусовая температура, возникнут уже серьёзные неприятности.

Сопротивление в цепи будет расти, а блок управления воспримет эту информацию, как острую необходимость увеличить количество поставляемого в цилиндры топлива. В конечном итоге расход бензина возрастет.

Как продлить срок службы контролера

Стоимость этого устройства сравнительно небольшая. Если датчик вышел из строя, то лучше его заменить новым экземпляром. Поступить так советуют опытные механики. Можно попытаться продлить срок его службы, но нет никаких гарантий, что ДТНВ не выйдет из строя в самый неподходящий момент.

В любом случае перед заменой контролера лучше всего убедиться в следующем:

  1. Если контакты окислены, их стоит зачистить.
  2. Окисленные контакты на фишке стоит протереть спиртом и просушить.
  3. Проверить проводку.

Если же проделанные действия не приводят к должному результату, ДТНВ лучше всего заменить. Для проведения всей работы не нужно обладать навыками механика, достаточно вооружиться подручным предметом.

Категорически не рекомендуется устанавливать контролер в задней части автомобиля. Так как горячий воздух во время движения автомобиля направлен именно к этой части кузова. Опытные автомеханики устанавливают датчик преимущественно в передней части машины. Где находится датчик температуры воздуха на ВАЗ-2114? Производителем уже предусмотрено место между передним бампером и радиатором.

Как самостоятельно подключить датчик температуры воздуха

Сам механизм имеет два контакта, один из которых необходимо подключить к «массе» автомобиля, а второй к ЭБУ. Но, перед началом проведения всех работ необходимо убедиться в том, что бортовой компьютер поддерживает совместную работу с конкретным типом датчика. Информацию можно посмотреть в документации.

Что касается самой установки, то здесь нет никаких сложностей. Необходимо всего следовать инструкции по подключению ДТНВ. После подключения датчика следует убедиться в том, что на дисплее панели приборов отображается корректная температура.

Если же по-прежнему высвечивается неправильный показатель температуры наружного воздуха, следует «перезапустить» бортовой компьютер. Стоит всего лишь снять плюсовую клемму на 5-10 минут, после чего обратно подсоединиться. После проделанной операции ДТНВ должен начать показывать соответствующую действительности температуру окружающей среды.

Заключение

Многие водители при поиске устройства для его замены на автомобиле сталкиваются с рядом проблем. Зачастую им приходится обращаться к более опытным товарищам с вопросом: «где находится этот датчик?».

Производитель надежно его упрятал за передним бампером. Именно это место считается наиболее благоприятным для датчика. Если его расположить в задней части авто, то вероятны частые сбои в его работе.

ДТНВ является хорошим информатором, способным предупредить водителя о приближении, например, гололёда, что существенно облегчит жизнь водителю и поможет скорректировать дальнейшие планы на день.

В случае возникновения проблем с датчиком, необходимо определить с причиной поломки, после чего выбрать наиболее эффективный вариант её устранения. Установка нового устройства не вызывает трудностей у большинства водителей, просто необходимо следовать указаниям инструкции.

Источник: https://VAZremont.com/datchik-temperatury-naruzhnogo-vozduha-dlya-vaz-2114

Установка датчика температуры внешнего воздуха

Некоторые автомобили десятого семейства выпускались с маршрутными компьютерами, на которых была возможность показывать температуру воздуха за бортом.

С появлением ВАЗ 2115 и приборных панелей VDO с двумя окнами стало возможным выводить температуру прямо на панель приборов. Рассмотрим различные варианты установки и подключения датчика внешней температуры на ВАЗ 2110.

Первым делом нам понадобится сам датчик внешней температуры (ДВТ), подойдет с каталожным номером 2115-3828210-03. Приблизительная цена 150-200р.

Проверить ДТВ можно простым тестером. При нагревании или охлаждении датчика будет меняться его сопротивление. Соответствие сопротивлений датчика есть в инструкции.Теперь по порядку: Главный вопрос: Куда лучше разместить датчик температуры внешнего воздуха ?Согласно инструкции, ДВТ должен быть надежно изолирован от влаги и прямых солнечных лучей.

Кроме этого для точных показаний датчика нужно исключить воздействие тепла из моторного отсека. Допускается небольшой обдув датчика потоком встречного воздуха.

Под эти условия подходит штатное крепление датчика внешнего воздуха, которое располагается по центру за передним бампером.

Совет

Другое хорошее место ДВТ может быть буксировочная проушина в бампере или чуть выше за бампером слева по ходу движения. 

Датчик имеет 2 контакта, один из которых “масса”, а другой информационный контакт, который протянуть в салон удобнее всего через отверстие под блоком предохранителей. Используйте небольшой кусок проволоки.
Некоторые пытаются закрепить датчик внешнего воздуха в заднем бампере.

В этом случае, как правило показания температуры отличаются от действительных на 3..7 градусов. Связанно это с теплым воздухом моторного отсека, который проходит под низом автомобиля.

Теперь, когда провели проводку из под капота в салон нужно выполнить подключение датчика: “Десятки” комплектовались двумя типами маршрутных компьютеров (МК): МК-2112 (без индикации кодов ошибок ЭСУД) и АМК-211001 (усовершенствованный МК-2112 с индикацией кодов ошибки).

В соответствии с документацией второй контакт датчика должен подключаться к контакту С4 колодки МК. А имеющийся провод из контакта С4 следует вытащить и изолировать.

При отсутствии датчика внешней температуры или обрыве цепи на маршрутном компьютере будет показывать “–“.

Подключить ДВТ к бортовым компьютерам Штат, Гамма (Gamma) и Multitronics осуществлять по схеме, которая идет в комплекте. Если температура ДВТ показывает с погрешностью, то можно воспользоваться функцией калибровки температуры (есть не на всех БК).

Есть возможность подключить ДВТ к VDO с 2мя окнами (люксовые панели ВАЗ 2115). Для этого провод от датчика следует подключить в колодку Х2 панели приборов (красный цвет колодки) в гнездо №1. Если в этом гнезде уже имеется другой провод (датчик топлива в баке), тогда провода следует совместить.
При отсутствии ДВТ или обрыве цепи на VDO панели будет температура внешнего воздуха -40 градусов
Вместе с подключением датчика можно сделать красивую подсветку панели VDO и сменить цвет экранов (фотоотчет).

Источник фото:

Ключевые слова:

 

Интересный сайт? Поделись с друзьями

Источник: http://xn--2111-43da1a8c.xn--p1ai/tuning-electrika/406-ustanovka

Датчики измерения температуры: типы, принцип работы

Практически в любой современной аппаратуре есть датчики температуры.

Это устройство, которое позволяет измерить температуру объекта или вещества, используя при этом различные свойства и характеристики измеряемых тел или среды.

Не смотря на то, что все термодатчики призваны измерять температуру, разные типы датчиков делают это абсолютно по-разному. Давайте подробнее разберем принцип работы и характеристики основных видов термодатчиков.

Классификация термодатчиков по принципу работы

По принципу измерения все датчики измерения температуры подразделяются на:

  • Термоэлектрические (термопары);
  • Терморезистивные;
  • Полупроводниковые;
  • Акустические;
  • Пирометры;
  • Пьезоэлектрические.

Термоэлектрические датчики температуры (термопары)

Принцип работы этой группы датчиков основан на том, что в замкнутых контурах проводников или полупроводников возникает электрический ток, если места спайки различаются по температуре.

Для измерения температуры, один конец термопары помещают в среду измерения, а другой служит для снятия значений.

Единственным, но существенным недостатком этого вида измерителей является их довольно большая погрешность, что недопустимо для многих технологических процессов.

Он применяется в металлообработке, и служит для контроля температуры подшипников. Диапазон измерения от -50 до +120 градусов по Цельсию, выходной сигнал для считывания – аналоговый.

Видео о датчиках температуры смотрите ниже:

Терморезистивные датчики

Как следует из названия, этот тип датчиков работает по принципу изменения сопротивления проводника при изменении его температуры. Благодаря простой и надежной конструкции, датчики этого типа широко применяются в электронике и машиностроении. Неоспоримым плюсом этих измерителей является высокая точность, чувствительность и простые устройства считывания.

Выполнен он с применением платиновой пластинки и никелевых контактов. Широко используется в электронике и промышленных автоматах.

Полупроводниковые термодатчики

Этот тип датчиков работает на принципе изменения характеристик p-n перехода под воздействием температуры. Так как зависимость напряжения на транзисторе от температуры всегда пропорциональна, можно сделать датчик с высокой точностью измерения.

Несомненными плюсами такого решения является дешевизна, высокая точность данных, и линейность характеристик на всем диапазоне измерения.

Обратите внимание

Кроме того, их можно монтировать прямо на полупроводниковой подложке, что делает этот тип датчиков незаменимым для микроэлектронной промышленности.

Примером такого устройства может стать датчик LM75A. Температурный диапазон — от -55 С° до +150 С°, погрешность измерений – ±2 С°. Шаг измерения – всего 0,125 С°. напряжение питания – от 2.5 до 5.5 В, а время преобразования сигнала – до 0.1 секунды.

Акустические датчики температуры

Принцип работы этих устройств – разная скорость звука в среде при разной температуре. Зная изначальные данные, можно рассчитать изменения температуры по скорости прохождения звуковой волны в веществе.

Это бесконтактный метод, позволяющий измерять температуру в закрытых полостях, а также в среде, недоступной для прямого измерения.

Используются такие датчики в медицине и промышленности – там, где проникновение к измеряемому веществу невозможно.

Пирометры (тепловизоры)

Бесконтактный тип термодатчиков, считывающих излучение, которое исходит от нагретых тел. Этот тип устройств позволяет измерять температуру дистанционно, без приближения к среде, в которой производятся замеры. Это позволяет работать с большими температурами и сильно разогретыми объектами без опасного сближения.

Все пирометры по принципу работы подразделяют на интерферометрические, флуоресцентные и датчики на основе растворов, меняющих цвет в зависимости от температуры.

Пьезоэлектрические датчики температуры

Все датчики этого типа работают при помощи кварцевого пьезорезонатора. Вся суть работы – прямой пьезоэффект, то есть изменение линейных размеров пьезоэлемента под воздействием электрического тока.

При попеременной подаче разнофазного тока с определенной частотой, пьезорезонатор колеблется, при этом частота его колебаний зависит от температуры.

Зная эту зависимость, можно легко преобразовать данные о частоте колебаний резонатора в температуру.

Ещё одно видео о разновидностях термодатчиков:

Источник: http://pue8.ru/vybor-elektrooborudovaniya/804-datchiki-izmereniya-temperatury-tipy-printsip-raboty.html

Датчики температуры. Общий обзор

Для измерения температуры различных физических объектов человечество придумало огромное количество типов устройств и еще больше вариантов их реализации.

Несмотря на это, выбрать нужный тип датчика для микроконтроллерного проекта не так сложно, достаточно знать особенности нескольких основных принципов измерения.

Ниже будут кратко рассмотрены основные типы температурных датчиков, имеющие практическую ценность для автоматических систем измерения.

Термометры сопротивления

Наиболее простым и распространенным типом датчика температуры является термометр сопротивления. Принцип его действия основан на зависимости удельного сопротивления металлов от температуры.

Это значит, что с ростом температуры сопротивление металлического провода будет расти. Коэффициент, описывающий подобную зависимость, называется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС).

Для металлов эта величина положительна.

Конструктивно, термометр сопротивления представляет собой миниатюрную катушку из медного или платинового провода, упакованную в защитный кожух. Для получения оптимальных характеристик измерения, провод стараются взять как можно большей длины. Для удобства применения все термометры стандартизуют по так называемому нулевому сопротивлению, т.е.

сопротивлению при температуре 0 град.Цельсия. Промышленность выпускает термометры с нулевым сопротивлением 50,100,500,1000 Ом. Маркируются термометры по типу металла, используемому для измерения и нулевой температуре. Например, большое распространение имеют медные датчики ТСМ100 и платиновые ТСП100 и Pt100.

Характеристики двух последних несколько отличаются, что необходимо учитывать. 

 Промышленный термометр

Термометры сопротивления находят применение для измерения температур от -50 до 200 град.Цельсия. К их достоинствам следует отнести высокую точность измерений при невысокой стоимости.

Для изделий промышленного применения величина погрешности находится в районе 0.1 градуса.

Использование термометров сопротивления подразумевает создание специальных схем, позволяющих определить сопротивление датчика с высокой точностью.

Терморезисторы

Принцип действия терморезисторов аналогичен термометрам сопротивления. Отличаются они в первую очередь технологией производства и конструктивными особенностями. По внешнему виду часто напоминают обычные резисторы. Терморезисторы существуют с положительным ТКС -позисторы, и отрицательным ТКС -термисторы.

Нулевое сопротивление терморезисторов может достигать десятков килоом. Использование их аналогично термометрам сопротивления. К недостаткам можно отнести значительную нелинейность характеристики этих элементов.

Термопары

Принцип действия термопары основан на возникновении термоЭДС (эффекте Зеебека) в месте спая двух разнородных металлов.

Величина ЭДС пропорциональна разности температур между «горячим» концом или спаем и «холодным» концом, представляющим собой точку подключения проводников к измерительному устройству.

В нашей стране наибольшее распространение получили пары металлов хромель-алюмель ( международное обозначение – K, отечественное – ХА), хромель-копель (тип L или ТХК), платинородий-платина (тип S или ТПП). Также существуют и некоторые другие типы термопр.

Выходным сигналом термопары является напряжение, величина которого измеряется в мВ. Это означает, что для полноценных измерений необходимо использовать усилитель. Второй особенностью использования термопар становится необходимость компенсации температуры холодного спая.

В общем случае термопара представляет собой спай двух разнородных проводников. Точки подключения данных проводников к измерительному устройству в свою очередь образуют аналог спая, вносящего погрешность в измерения.

Для ее учета в месте, максимально приближенном к точке контакта устанавливают дополнительный датчик температуры, показания которого вычитают из показаний основного.

Важно

Третья особенность заключается в необходимости использования соединительных кабелей специального типа, как правило выполняемых из того же материала, что и термопара. Пренебрежение данным требованием приводит к увеличению погрешности измерений, за счет появления дополнительных спаев.

Главным достоинством термопар является возможность измерения высоких температур. Так для типа ХА диапазон измерений составляет от -180 до 1300 градусов.

Для некоторых специальных моделей, верхнее значение может достигать 1800 градусов. Наряду с широким диапазоном, термопары характеризуются сравнительно высокой погрешностью измерения, примерно равной 1 градусу.

Также, особенно при большом диапазоне измеряемых температур, требуется учитывать нелинейность термопар.

Полупроводниковые датчики температуры

Температурной зависимостью обладают не только металлы, но и p-n переход. Падение напряжения на нем при протекании тока в прямом направлении будет меняться примерно на 2мВ с изменением температуры на 1 градус. Используя данную зависимость можно организовать измерение температуры в диапазоне примерно от -55 до 150 градусов.

В качестве датчиков могут использоваться обычные диоды или один из p-n переходов транзистора. Схемотехника измерительных схем с использованием подобных устройств повторяет варианты с терморезисторами. Существуют и специализированные изделия, представляющие собой законченные измерительные устройства с аналоговым выходным сигналом, пропорциональным температуре.

Такие устройства очень удобно применять совместно с АЦП микроконтроллера. Наряду с аналоговыми датчиками, можно найти полупроводниковые микросхемы, содержащие встроенный АЦП и цифровой интерфейс связи (SPI, I2C, 1-Wire). Такие датчики позволяют создавать наиболее простые схемы, но при этом отличаются относительно низкой точностью.

Более подробно с данными приборами можно ознакомиться на странице  Полупроводниковые датчики температуры.

Другие датчики температуры

Кроме вышеназванных можно отметить и некоторые другие принципы построения температурных датчиков. В системах автоматики могут встречаться контактные датчики-сигнализаторы. Принцип их действия может быть различен. Выходной сигнал реализован с помощью механического контакта, срабатывание которого происходит при заданной температуре.

Наиболее интересным датчиком может стать датчик излучения или пирометр. Его принцип действия основан на измерении энергии, излучаемой каким-либо телом в окружающую среду. Такой принцип не требует непосредственного контакта с объектом, но отличается достаточно низкой точностью.

Большинство пирометров представляет собой сложные приборы с высокой стоимостью, хотя в последнее время появились и миниатюрные датчики с различным типом выходов.

Выбор датчиков температуры

Первым параметром, определяющим выбор датчика температуры, считается диапазон измерения.

Если подходит несколько вариантов, то можно пользоваться таким правилом: номинальное измеряемое значение должно лежать в диапазоне от половины до двух третей шкалы.

Так, например, не желательно использовать термопару для измерения комнатной температуры, и наоборот для температур выше 200 градусов термопара будет хорошим выбором.

 Диапазон измерения датчиков температуры

Следующей величиной, заслуживающей пристального внимания, будет точность измерений. Если по условиям проекта требуется точность менее одного градуса, то практически однозначным выбором станет термометр сопротивления. К счастью такие требования встречаются достаточно редко, и в большинстве бытовых применений вполне подойдет полупроводниковый датчик с точностью в 1 градус.

Конструктивные особенности датчика также определяют его область применения. Сегодня можно найти множество вариантов, как исполнения измерительной части, так и по способу присоединения к процессу. Также при выборе следует учитывать и такой параметр как инерционность.

Инерционность измеряется в секундах и показывает, насколько быстро изменение температуры окружающей среды отразится на выходном сигнале датчика.

Совет

Пренебрежение данным параметром часто может привести к неточности работы схемы и другим малоприятным последствиям, особенно если показания термодатчика используются для целей управления оборудованием.

Еще по теме:

Термометр на микроконтроллере PIC12F629

You have no rights to post comments

Источник: https://mcucpu.ru/index.php/pdevices/datchiki/107-datchiki-temperatury…

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector