Conexión de sensores de temperatura

Los sensores de temperatura son elementos esenciales de muchos dispositivos de medición. Miden la temperatura del ambiente y de diferentes cuerpos. Estos dispositivos son muy utilizados como medidores de temperatura no solo en la producción y la industria, sino también en la vida cotidiana y en la agricultura, es decir, donde las personas, por su tipo de actividad, necesitan medir la temperatura. Y siempre surge la pregunta de cómo conectar correctamente un sensor de este tipo para que su funcionamiento sea preciso y sin errores.

Para conectar el sensor de temperatura, no se requiere un trabajo complicado, lo principal aquí es seguir las instrucciones exactamente, luego el resultado será exitoso y lo más difícil que se requerirá para la instalación es un soldador común.

Un sensor típico es, como dispositivo completo, un cable de más de 2 metros de largo, al final del cual se conecta directamente el dispositivo de medición; se diferencia del cable en color, generalmente negro. Conecte el dispositivo a Conversor analógico a digital, que convierte la señal analógica (corriente o voltaje) del sensor a digital.

Uno de los pines del sensor está conectado a tierra y el otro está conectado directamente al registro ADC con una resistencia de 3-4 ohmios. Después de eso, el ADC se puede conectar al módulo de adquisición de información, que se puede conectar a una computadora a través de una interfaz USB, donde con la ayuda de un programa especial, uno puede realizar ciertas acciones basadas en los datos recibidos.

Los programas le permiten trabajar con la información recibida y realizar muchas tareas relacionadas con la medición de temperatura. Muchos sistemas modernos de adquisición de datos están equipados con pantallas especiales para monitorear las medidas tomadas.

A pesar de la aparente sencillez, los sensores de temperatura tienen diferentes esquemas de conexión, ya que muchas veces es necesario tener en cuenta los errores asociados a la resistencia de los cables.

Veamos un ejemplo específico. El PT100 tiene una resistencia de 100 ohmios a una temperatura del sensor de 0 grados centígrados. Si lo conecta de acuerdo con el circuito clásico de dos hilos, utilizando un cable de cobre con una sección transversal de 0,12 mm2, y el cable de conexión tendrá una longitud de 3 metros, entonces los dos cables tendrán una resistencia de aproximadamente 0,5 ohmios. , y esto dará un error, porque la resistencia total a 0 grados ya será de 100,5 ohmios, y esta resistencia debería estar en el sensor a una temperatura de 101,2 grados.

Podemos ver que puede haber problemas de error debido a la resistencia de los cables de conexión cuando se conecta a un circuito de dos cables, pero estos problemas se pueden evitar. Para ello, algunos dispositivos se pueden ajustar, por ejemplo, en 1,2 grados.Pero tal ajuste no compensará completamente la resistencia de los cables, ya que los cables mismos cambian su resistencia bajo la influencia de la temperatura.

Suponga que algunos de los cables están ubicados muy cerca de la cámara calentada, junto con el sensor, y la otra parte está lejos y cambia su temperatura y resistencia bajo la influencia de factores ambientales en la habitación. En este caso, la resistencia de los cables de 0,5 ohmios durante el calentamiento a cada 250 grados será 2 veces mayor, y esto debe tenerse en cuenta.

Para evitar un error, utilice una conexión de tres hilos para que el dispositivo mida la resistencia total junto con la resistencia de ambos cables, aunque puede tener en cuenta la resistencia de un cable, simplemente multiplíquelo después por 2. Después de eso, el la resistencia de los cables se resta de la suma y la lectura del sensor permanece. Con esta solución, se logra una precisión bastante alta, incluso si la resistencia de los cables puede verse afectada significativamente.

Sin embargo, incluso un circuito de tres cables no puede corregir el error asociado con un grado diferente de resistencia de los cables debido a la falta de homogeneidad del material, diferentes secciones transversales a lo largo, etc. Por supuesto, si la longitud del cable es pequeña, el error será insignificante e incluso con un circuito de dos cables, las desviaciones en las lecturas de temperatura no serán significativas. Pero si los cables son lo suficientemente largos, entonces su influencia es muy significativa. Entonces debe usar una conexión de cuatro hilos cuando el dispositivo mide la resistencia del sensor exclusivamente, sin tener en cuenta la resistencia de los cables.

Entonces, un circuito de dos hilos es aplicable en casos donde:

• El rango de medición no supera los 40 grados y no se requiere una alta precisión, se acepta un error de 1 grado;

• Los cables de conexión son lo suficientemente grandes y cortos, entonces su resistencia es relativamente pequeña y el error del dispositivo en sí es aproximadamente proporcional a ellos: deje que la resistencia de los cables sea de 0,1 ohmios por grado, y la precisión requerida es de 0,5 grados, eso es , el error resultante es menor que el permitido. El circuito de tres hilos es aplicable en los casos en que las mediciones se realizan a distancias de 3 a 100 metros del sensor, y el rango es de hasta 300 grados, con un error permisible de 0,5%.

Para mediciones más exactas y precisas, donde el error no debe exceder los 0,1 grados, se utiliza un circuito de cuatro hilos.

Se puede utilizar un probador convencional para probar el dispositivo. El rango para sensores que tienen una resistencia de 100 ohmios a 0 grados solo es adecuado de 0 a 200 ohmios, este rango está disponible para cualquier multímetro.

La prueba se generará a temperatura ambiente, mientras se determina cuáles de los cables del dispositivo están en corto y cuáles están conectados directamente al sensor, luego miden si el dispositivo muestra una resistencia que debe estar de acuerdo con el pasaporte a cierta temperatura. Al final, debe asegurarse de que no haya un cortocircuito en la carcasa. convertidor térmico, esta medida se realiza en el rango de megaohmios. Para cumplir plenamente con las medidas de seguridad, no toque los cables y la caja con las manos.

Si durante la prueba el probador muestra una resistencia infinitamente alta, esto es una señal de que accidentalmente se ha encontrado grasa o agua en la carcasa del sensor.Tal dispositivo funcionará por un tiempo, pero sus lecturas estarán flotando.

Es importante recordar que todo el trabajo de conexión y verificación del sensor debe realizarse con guantes de goma. El dispositivo no debe desmontarse, y si algo está dañado, por ejemplo, no hay aislamiento de los cables de alimentación en algunos lugares, entonces dicho equipo no debe instalarse. Durante la instalación, el sensor puede interferir con otros dispositivos que funcionan cerca, por lo que deben apagarse primero.

Si tiene alguna dificultad, confíe el trabajo a profesionales. En general, de acuerdo con las instrucciones, todo se puede hacer de forma independiente, pero en algunos casos es mejor no arriesgarse. Después de completar la instalación, asegúrese de que el dispositivo esté firmemente fijado en el lugar correcto, esto es muy importante. Recuerde que el sensor es extremadamente sensible a la humedad. No realice trabajos de instalación durante una tormenta eléctrica.

Realice comprobaciones preventivas de vez en cuando para asegurarse de que el sensor funciona correctamente. En general su calidad debe ser alta, no ahorres al comprar un sensor, un dispositivo de alta calidad no puede ser muy barato, no es así cuando hay que intentar ahorrar dinero.