Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Виды температурных датчиков воздуха в помещении: принцип работы, диапазон температур

Терморегуляторы для теплого пола

 

Цвета корпуса:

4421 руб

5…45 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 39 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

4531 руб

5…45 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 39 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

5137 руб

5…45 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 39 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

5247 руб

5…45 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 39 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

3882 руб

5…60 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 38 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

3992 руб

5…60 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 38 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

2685 руб

5…40 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 35 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

2795 руб

5…40 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 35 мм

PDF инструкция

 

Топ продаж

Цвета корпуса:

2338 руб

5…40 °С
230 В
внешний R10-3
3000 ВА
16 А
75 × 75 × 39 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

2448 руб

5…40 °С
230 В
внешний R10-3
3000 ВА
16 А
75 × 75 × 39 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

2092 руб

10…40 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 43 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

2202 руб

10…40 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 43 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

1969 руб

10…40 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 43 мм

PDF инструкция

 

Цвета корпуса:

2079 руб

10…40 °С
230 В
внешний R10-3
3 000 ВА
16 А
75 × 75 × 43 мм

PDF инструкция

 

3759 руб

−9…+99 °С
230 В
два D18-4 в термоусадке

2 x 3000 ВА
2 x 16 А
80 × 90 × 54 мм

PDF инструкция

 

Новинка

5434 руб

5…45 °С
230 В
R10-4
7 000 ВА
32 А
70 × 85 × 53 мм

PDF инструкция

 

2897 руб

5…40 °С
230 В
R10-4
7 000 ВА
32 А
70 × 85 × 53 мм

PDF инструкция

2 Разновидности приборов

При проектировании системы отопления рекомендуется правильно выбирать тепловые датчики. Их классифицируют по зоне монтажа и размещают у отопительного оборудования или на определенном расстоянии. Это дает возможность вести контроль за другими температурными параметрами в комплексе с домашними устройствами.

Устройства разделяют на две крупные категории: проводные и беспроводные. Раньше приборы были оснащены проводами, что позволяло термодатчикам иметь связь с блоком управления и передавать нужную информацию. Беспроводные аналоги почти полностью вытеснили проводные модели, но последние все-таки находят применение в простых схемах. Это объясняется их надежностью и точностью показаний.

Сейчас все чаще используют беспроводные температурные датчики отопления. Все сведения они передают через передатчики и приемники радиоволн. Их можно монтировать практически повсюду, например, в закрытом помещении или на открытом пространстве. Основные характеристики термодатчиков:

  • погрешность в показаниях;
  • потребность в батарейках;
  • дальность действия сигнала.

У беспроводных моделей передача данных происходит посредством вспомогательной электроники. Они различаются по месту крепления:

  • накладные прикрепляют к отопительному оборудованию;
  • погружные контактируют непосредственно с теплоносителем;
  • комнатные расположены внутри помещения;
  • внешние установлены снаружи.

Иногда в агрегатах для контроля температуры приходится применять сразу несколько вариантов устройств. По механизму снятия данных они делятся на биметаллические и спиртовые. Для первого вида используются две пластины из разных металлов, со стрелочным индикатором. В период существенного повышения температуры один из элементов в устройстве создает давление на стрелку и начинает деформироваться. Такие датчики отличаются высокой точностью показаний, но у них есть минус — инертность.

Критерии выбора

Выбор датчика температуры следует проводить с учётом следующих критериев:

  • диапазон измеряемых температур, датчик должен быть максимально чувствительным и реагировать на изменения нагрева с минимальной задержкой;
  • технических особенностей установки: погружной или закрепляемый, достаточно ли пространства для монтажа и т. д.;
  • условий измерений, при которых возможна минимизация негативных влияющих факторов;
  • характеристик датчика: необходимость подачи напряжения, скорость передаваемого сигнала, погрешность измерений, допустимость эксплуатации в конкретных условиях;
  • срок эксплуатации, периоды обслуживаний, необходимость калибровок;
  • величина выходного сигнала.

Типовые неисправности датчика температуры двигателя

Наиболее распространённой неисправностью датчиков температуры двигателя, в качестве чувствительного элемента которых применён терморезистор, является несоответствие его электрического сопротивления температуре его корпуса. Чаще всего, такая неисправность проявляется как резкое увеличение электрического сопротивления датчика в очень узком диапазоне температур корпуса датчика (или в нескольких диапазонах температур), реже встречается обрыв чувствительного элемента датчика. В момент, когда температура корпуса датчика попадает в этот диапазон, сопротивление датчика резко увеличивается, вследствие чего увеличивается и напряжение на датчике. Вследствие этого, рассчитанное блоком управления значение температуры по увеличенному напряжению на датчике оказывается меньшим действительного. Если рассчитанное блоком управления двигателем значение температуры охлаждающей жидкости двигателя окажется меньшим действительного на значительную величину, блок управления может увеличить количество подаваемого топлива настолько, что двигатель заглохнет из-за переобогащения топливовоздушной смеси. Пуск двигателя при этом становится невозможным. В некоторых случаях может понадобиться замена свечей зажигания. Неисправность датчика температуры двигателя в момент её проявления можно выявить при помощи омметра путём сравнения измеренного сопротивления датчика температуры двигателя с табличным значением для данной температуры.

При необходимости проведения проверки датчика температуры, необходимо просмотреть осциллограмму выходного напряжения датчика во всём диапазоне его рабочих температур. При проведении проверки датчика температуры необходимо дать двигателю полностью остыть, после чего записать и просмотреть осциллограмму выходного напряжения датчика во время прогрева двигателя, вплоть до момента включения вентилятора системы охлаждения двигателя (или до момента, когда вследствие неисправности диагностируемого датчика двигатель заглохнет).

Осциллограмма напряжения на исправном датчике температуры охлаждающей жидкости. Прогрев холодного двигателя в режиме работы на холостом ходу. По мере прогрева, напряжение на датчике плавно и без каких либо рывков / провалов снижается.

 По мере прогрева датчика, напряжение на исправном датчике должно плавно снижаться.

Осциллограмма напряжения на неисправном датчике температуры охлаждающей жидкости. Двигатель почти прогрелся до рабочей температуры. Отчётливо видны искажения формы осциллограммы.

Напряжение на неисправном датчике температуры охлаждающей жидкости при прогреве двигателя внезапно резко увеличивается. В этот момент, блок управления двигателем резко обогащает топливовоздушную смесь. Но так как в данном случае неисправность датчика проявляется в очень узком диапазоне температур, а следовательно и в течение короткого времени, двигатель не заглох. По мере дальнейшего увеличения температуры охлаждающей жидкости неисправность уже не проявлялась.

В качестве датчиков температуры воздуха во впускном тракте двигателя иногда применяется PN-переход (диод), например, датчик температуры воздуха встроенный в корпус датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5.

Внешний вид датчика температуры воздуха во впускном тракте на основе PN-перехода (датчик температуры встроен в корпус датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5)

С ростом температуры такого датчика при заданном токе, протекающем через датчик, напряжение на датчике снижается от 650 mV до 350 mV.

Что это такое

Терморегулятор, он же термостат – это специальный контроллер, который является основной деталью управления обогревательного устройства. Главной его функцией является поддержка температуры теплоносителя на заданном уровне. Настройка уровня необходимой температуры производится в большинстве случаев вручную, а далее устройство автоматически регулирует работы конвектора или котла.

Терморегулятор может быть блоком управления для отопления либо охлаждения системы, а также являться составной частью климатической техники (например, его часто встраивают в кондиционеры или электрические котлы).

Зачем нужен термостат:

  1. Для экономии. Это устройство помогает Вам экономить газ или электричество, за счет того, что все время контролирует температуру воздуха. Если она поднялась до нужного уровня – прибор отключает питание обогревателя, а когда температура опускается – снова запускает его;
  2. Для обеспечения безопасности. Если котел перегрелся или по какой-то причине не отключается после автоматического сигнала терморегулятора, то термостат оповещает про это при помощи звукового сигнала;
  3. Для повышения комфорта. Вам теперь не нужно все время отключать и включать котел, следить за температурой в помещении – все эти функции устройство выполняет автоматически.

Принцип работы

Терморегулятор с датчиком температуры воздуха работает по следующей схеме: при помощи термостата котла собирается информация о температуре непосредственно в теплоносителе. Комнатные датчики замеряют в свою очередь температуру в помещении. Далее эта информация поступает в блок управления термостатом или на автоматический регулятор для хранения и использования.

Регулятор сверяет полученные данные от датчиков и, в зависимости от настроек, либо увеличивает температуру котла, либо уменьшает или отключает его.

Все чаще сейчас используются электронные датчики. Новые цифровые термостаты не имеют движущихся частей для измерения перепадов температуры, вместо этого они используют полупроводниковые детали, например термометр сопротивления (резистивный датчик температуры). Эти приборы работают от тока и часто могут устанавливаться как на один-рейку, так и в розетку. Для питания им необходимо 24 вольта. Они могут работать от батарейки или напрямую от электрической сети. В каждой модели электронного терморегулятора есть монитор, на который выводятся заданные значения при его настройке и результаты последнего замера температуры.

Большинство из таких устройств оснащены также часами, календарем и возможностями настроить котел для работы в режиме день-ночь, выходные-рабочие дни и т.д. Естественно, цена на электронные терморегуляторы с датчиком температуры немного выше, чем на механические, но зато их легче установить своими руками и у них значительно шире диапазон температур. Они могут использоваться не только для жилого помещения, но и подсобного, скажем, погреба или гаража, где температура может опускаться до 0 градусов.

Купить устройства можно в магазинах электротоваров и фирменных филиалах компаний, которые изготавливают климатическую технику. При этом старайтесь выбирать ту же марку датчика, что и Ваш отопительный прибор, тогда к нему можно будет подключить контроль всей системы отопления.

Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха
Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха подразделяются на несколько типов. Устройство и принцип работы приборов.

Основные функции

Иногда терморегулятор является составной частью климатической техники, например, электрокотла, кондиционера. Он, прежде всего, необходим для повышения уровня комфорта. Благодаря регулятору температуры нет нужды в постоянном отключении и включении котла, измерении перепадов температуры в помещении – все описанные функции выполняются устройством автоматически. Кроме того, оно необходимо для:

  • Обеспечения безопасности. Если котел по какой-то причине не отключился после автоматического сигнала регулятора или произошел перегрев, то термостат оповестит владельца об этом с помощью звукового сигнала.
  • Экономии. Терморегулятор поможет сэкономить на системе обогрева или охлаждения за счет контроля температуры воздуха, благодаря которому уменьшится потребление газа или электроэнергии.

Рекомендации по монтажу и установке

Уже давно популярны воздушные датчики температуры для отопления. Их используют в разных целях: для радиаторов, газовых котлов и других бытовых приборов. Перед началом монтажа необходимо изучить инструкцию по установке. В ней всегда есть нужная информация, например, границы температуры для нагревательного прибора, правила эксплуатации, размеры подсоединения к патрубку.

Термостаты можно не устанавливать на все отопительные приборы в помещении. Достаточно всего одного устройства, которое можно прикрепить к радиатору большей мощности. Советуют выбирать наиболее холодную комнату, чтобы на датчик не падали прямые солнечные лучи, и ставить его подальше от сквозняков.

В комплект термостата входят кабели для установки. С этой же целью часто используются клеммы на котле.

Монтаж термодатчика воздуха выполняют с помощь углубления в стене — для навесного оборудования. С него надо снять переднюю часть и затем закрепить на подготовленном месте. После этого подсоединяют греющий кабель к контактам, а клеммы — к датчикам. Последний этап — выполнение соединения питающего кабеля и установка на прежнее место передней панели.

Виды систем дистанционного управления отоплением

Есть два вида систем дистанционного мониторинга обогревом объекта, отличающиеся способом передачи информации и команд:

  • посредством Интернет;
  • через GSM.

Рассмотрим эти виды подробнее.

Управление через GSM

Это наиболее простой вид дистанционного контроля системой отопления. Главный его элемент – GSM-термостат (его еще называют GSM-модулем). По сути, это компьютер, который обеспечивает:

  1. Поддержание запрограммированных в его память значений параметров воздуха в помещении зависимости от дня недели и текущего времени.
  2. Передачу sms сообщениями или звонком на телефон пользователя информации о температуре и поломках системы отопления.
  3. Прием sms команд по изменению режима работа отопления и их исполнение.

GSM-термостат имеет контроллер, который собственно и осуществляет управление отопительным оборудованием с разъемами для подсоединения к нему температурные датчиков температуры в комнатах и вне дома и котла (обычно сами переносные датчики входят в комплект поставки термостата) и одним или несколькими слотами для SIM – карт. В дорогих моделях есть гнездо для подсоединения к термостату интернет-кабеля для расширения возможностей системы. Например, организовать диспетчеризацию, подключить дополнительные отопительные приборы. Для усиления сигнала термостат также имеет GSM-антенну.

Удаленный контроль за температурой загородного дома через GSM – распространенный вид дистанционного управления отоплением. Его преимущество – доступная цена и работа без проводного интернета в доме.

Недостатки:

  • ограниченная функциональность;
  • нужно оплачивать мобильную телефонную связь.

Управление с помощью Интернет

Стандартная комплектация системы следующая:

  • интернет-шлюз, который соединяется с домашним роутером;
  • термостат с программатором;
  • радиоблок управления котлом.

Владелец загородного дома (дачи и т.д.) посредством термостата с программатором задает режим работы отопления на неделю. Этот же термостат через сеть Wi-Fi передает информацию о текущей температуре через роутер на интернет-шлюз, который пересылает ее при помощи ПРОВОДНОГО Интернета на компьютер (планшет, смартфон) владельцу дома. Тот командами (необходима установка программного обеспечения) может корректировать заданный режим работы термостата, который управляет котлом через его радиоблок.

В расширенной версии через Интернет можно контролировать работу несколькими отопительными приборами – котлом, радиаторами, системой «Теплый пол» и т.д. Для этого на это оборудование необходимо установить соответствующие радиоблоки. Для работы необходимо на ПК, планшет или смартфон установить специальное приложение.

Плюс такой системы – это максимально широкая функциональность:

  • управлять несколькими отопительными приборами;
  • обеспечивать индивидуальные параметры для каждого помещения;
  • предоставление полной информации о работе отопления;
  • удобная отчетность;
  • возможность диспетчеризации.

Минуса два:

  1. Технический – необходим проводной Интернет, что во многих случаях для загородных дач и домов является проблематичным. Также нужен роутер.
  2. Финансовый – система стоит дороже варианта контроля через GSM.

3 Терморегуляторы для газовых котлов

Благодаря установке небольшой коробочки с электроникой можно в домашних условиях экономить почти 30% газа при работе газового котла. Устройства подразделяются на несколько видов:

  • центральные;
  • для радиатора;
  • локального назначения;
  • комнатные.

Термостат центральный, по мнению опытных потребителей, способен обеспечить безопасность всей котельной. Этот прибор устанавливают совместно с газовым оборудованием. Он передает информацию через провода, питается от электросети и работает автономно от котла. Термостат необходим для регулировки работы отопительного агрегата.

По мнению специалистов, термостаты для радиаторов будут вести контроль за каждым отдельным прибором отопления. Регуляторы устроены довольно просто и имеют клапан, который регулирует потребление воды. Термостат оснащен таким регулятором, регулирующим уменьшение или увеличение расхода жидкости.

Сравнение типов температурных датчиков

В приведенной ниже таблице показано сравнение разных типов температурных датчиков, описанных в данной статье. Однако имейте в виду, что эту информацию следует воспринимать как обобщение. Таблица предназначена в первую очередь для тех, у кого нет большого опыта и/или знаний о датчиках температуры.

Таблица 1. Краткое сравнение температурных датчиков
Тип датчикаТиповой диапазон температур (°C)Точность (+/- °C)ДостоинстваНедостаткиПрименение
Термистор
  • В пределах 50°C от заданной центральной температуры
  • Общий диапазон: от -40° до 125°
1
  • Низкая стоимость
  • Надежность
  • Небольшие размеры
  • Нелинейный выход
  • Медленный отклик
Измерение температуры окружающей среды
Термопараот -200° до 1450°2
  • Высокое разрешение
  • Небольшие размеры
  • Широкий температурный диапазон
  • Строго рекомендуется калибровка
  • Требуется два показания температуры: горячее соединение и холодное соединение
Промышленное использование
RTDот -260° до 850°1
  • Линейный выход
  • Точность
  • Высокая стоимость
  • Хрупкость: часто помещаются в защищенные пробники
Промышленное использование
Аналоговая микросхемаот -40° до 125° (TMP36)2
  • Простое взаимодействие
  • Простота использования
  • Линейный выход
  • Значительно дороже термисторов
  • Ограниченный температурный диапазон
  • Внутренний термостат
  • Цифровой термометр
Цифровая микросхемаот -55° до 125° (DS18B20)0,5
  • Просто использовать с микроконтроллерами
  • Точность
  • Линейный выход
  • Требуется микроконтроллер или что-то подобное
  • Значительно дороже термисторов
  • Ограниченный температурный диапазон
  • Внутренний термостат
  • Цифровой термометр
  • Бытовая электроника

Принцип работы и место датчика температуры в транспортном средстве

В общем случае принцип работы датчика температуры прост. На датчик подается постоянное напряжение (обычно 5 или 9 В), на термисторе в соответствии с законом Ома (за счет его сопротивления) напряжение падает. Изменение температуры влечет за собой изменение сопротивления термистора (при росте температуры — сопротивление снижается, при понижении температуры — повышается), а значит, и падение напряжения в цепи датчика. Измеряемая величина падения напряжения (а точнее — фактическое напряжение в цепи датчика) как раз и используется термометром или ЭБУ для определения текущей температуры двигателя.

Для визуального контроля температуры силового агрегата в цепь датчика подключается специальный электрический прибор — логометрический термометр. В приборе используется две или три электрических обмотки, между которыми расположен подвижный якорь со стрелкой. Одна или две обмотки создают постоянное магнитное поле, а одна обмотка включена в цепь датчика температуры, поэтому ее магнитное поле изменяется в зависимости от температуры ОЖ. В результате взаимодействия постоянных и переменных магнитных полей в обмотках заставляет якорь проворачиваться вокруг оси, что влечет за собой изменение положение стрелки термометра на его циферблате.

Для контроля функционирования мотора на различных режимах и управления его системами показания датчика подаются на электронный блок управления через соответствующий контроллер. Измерение температуры производится по величине падения напряжения в цепи датчика, для этого в памяти ЭБУ присутствуют таблицы соответствия величины напряжения в цепи датчика и температуры двигателя. На основе этих данных в ЭБУ запускаются различные алгоритмы работы основных систем двигателя.

На основе показаний ДТОЖ осуществляется корректировка работы системы зажигания (изменение угла опережения зажигания), питания (изменение состава топливно-воздушной смеси, ее обеднение или обогащение, управление дроссельным узлом), рециркуляции отработавших газов и других. Также ЭБУ в соответствие с температурой двигателя устанавливает частоту вращения коленвала и другие характеристики.

Датчик температуры на радиаторе охлаждения работает аналогичным образом, с его помощью осуществляется управление электровентилятором. На некоторых автомобилях этот датчик может работать в паре с основным для более точного управления различными системами двигателя.

Датчик температуры играет важную роль в любом транспортном средстве с ДВС, в случае поломки его необходимо как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечена нормальная работа силового агрегата на любых режимах.

Термистор

Как следует из названия, термистор (т.е., терморезистор) представляет собой датчик температуры, сопротивление которого зависит от температуры.

Термисторы выпускаются двух типов: PTC (с положительным температурным коэффициентом) и NTC (с отрицательным температурным коэффициентом). Сопротивление PTC термистора с ростом температуры увеличивается. А сопротивление NTC термистора, наоборот, с увеличением температуры уменьшается, и этот тип, по-видимому, является наиболее часто используемым типом термисторов. Смотрите рисунок 1 ниже.

Рисунок 1 – Условные графические обозначения термисторов PTC и NTC

Важно понимать, что связь между сопротивлением термистора и его температурой очень нелинейна. Смотрите рисунок 2 ниже

Рисунок 2 – Зависимость сопротивления NTC термистора от температуры

Стандартная формула сопротивления NTC термистора в зависимости от температуры определяется следующим образом:

\[R_T=R_{25C}\cdot e^{\left\{\beta\left[\left(1/\left(T+273\right)\right)-\left(1/298\right)\right]\right\}}\]

где

  • R25C – номинальное сопротивление термистора при комнатной температуре (25°C). Данное значение, как правило, приводится в техническом описании;
  • β (бета) – постоянная материала термистора в Кельвинах. Это значение обычно указывается в техническом описании;
  • T – реальная температура термистора в Цельсиях.

Тем не менее, существует два простых метода, используемых для линеаризации поведения термистора, а именно режим сопротивления и режим напряжения.

Режим линеаризации сопротивления

В режиме линеаризации сопротивления параллельно термистору помещается обычный резистор. Если значение резистора равно сопротивлению термистора при комнатной температуре, область линеаризации будет симметрична относительно точки комнатной температуры. Смотрите рисунок 3 ниже.

Рисунок 3 – Режим линеаризации сопротивления

Режим линеаризации напряжения

В режиме линеаризации напряжения термистор ставится последовательно с обычным резистором, образуя при этом делитель напряжения. Этот делитель напряжения должен быть подключен к известному, фиксированному, стабилизированному источнику опорного напряжения VREF.

Эта конфигурация приводите к созданию выходного напряжения, которое относительно линейно зависит от температуры. И, как и в режиме линеаризации температуры, если сопротивление резистора равно сопротивлению термистора при комнатной температуре, то область линеаризации будет симметрична относительно точки комнатной температуры. Смотрите рисунок 4 ниже.

Рисунок 4 – Режим линеаризации напряжения

Заключение

Устройство удаленного контроля температуры при помощи GSM-модуля или интернет-шлюза – это современное и эффективное решение проблемы энергоэффективности системы отопления. Существующее оборудование позволяет в любом случае выполнить удаленный контроль температуры в доме вне зависимости от удаленности объекта и места его расположения. Как говориться, было бы желание. А затраты из-за постоянного удорожания энергоресурсов (электричества, природного газа и т.д.), окупаются очень быстро. Например, при установке бюджетного оборудования на основе GSM-модуля, их можно перекрыть даже за год.

Кроме того удаленный мониторинг отопления резко снижает вероятность больших убытков в связи с утечкой в системе или ее размораживания.

Дистанционное управление отоплением – это удобно, современно, выгодно!

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации