Строение и виды датчиков температуры в климатических системах

В основе процесса измерения температуры лежит использование зависимости физических свойств некого тела (объем, электрическое сопротивление, уровень излучения и т.п.) от температурных значений. С точки зрения любой автоматизированной системы, в том числе климатической, температурные данные наиболее целесообразно передавать в виде электрической величины. Эта величина может быть постоянной или прерывистой (постоянный и прерывистый сигнал), и соответственно различают аналоговые и цифровые виды датчиков температуры. Оба вида находят свое применение в климатических системах.

Аналоговые термодатчики

Среди всех видов аналоговых термодатчиков для климатических систем чаще всего применяют терморезисторы и термопары.

Терморезистор, или термистор, являет собой полупроводниковый резистор, который при нагревании или охлаждении изменяет свое активное электрическое сопротивление. Терморегулятор питает терморезистор опорным напряжением (например, 3,3 В), которое тот уменьшает до определенной величины, в зависимости от температуры среды (например, при 25 °С — до 2,15…2,16 В). Далее терморегулятор преображает это изменение опорного напряжения в температуру, после чего принимает решение о включении или выключении климатического оборудования.

Различают два вида терморезисторов:

• позисторы, или PTC-термисторы (Positive Temperature Coefficient);
• NTC-термисторы (Negative Temperature Coefficient).

В позисторах с возрастанием температурных значений увеличивается активное сопротивление, а в NTC-термисторах — наоборот уменьшается. NTC-термисторы чаще применяются для работы вместе с терморегуляторами.

Другим видом аналоговых датчиков является термопара. Этот термодатчик являет собой пару из двух изолированных проводников разнородных металлов, которые соединены между собой на одном конце и образуют два контакта на другом. Если эти концы находятся в разных температурных условиях, то в замкнутом кругу из таких разнородных проводников возникает небольшое напряжение. Терморегулятор измеряет это напряжение, и с помощью соответствующих алгоритмов узнает значение температуры. Диапазон измерения составляет -270…+1820 ºC, в зависимости от того, из какого металлы изготовлен каждый из проводников.

Аналоговый сигнал позволяет получить достаточно точные данные измерения. Но по своей природе он является довольно слабым и нуждается в усилении. Поэтому использование аналоговых термодатчиков на больших расстояниях (сотни метров) является проблематичным, а иногда и вообще невозможным.

Особенности цифровых датчиков температуры

Сигнал цифровых термодатчиков представлен в виде бинарного кода. Такие устройства отличаются от аналоговых более сложной схемотехникой. Их конструкция включает температурный сенсор (например, температурно-зависимый генератор), аналогово-цифровой преобразователь, оперативная память и др.

Преимуществом таких устройств является более высокая точность измерений (от 0,5 и даже до 0,0625 ºC), что очень важно, например для инкубаторов. Также они характеризуются достаточно широким температурным диапазоном (например, модель DS18B20 может измерять от -55 до +125 ºC). Широкий температурный диапазон очень кстати для работы с электрическими котлами.

Каждый терморегулятор terneo комплектуется тем видом датчика температуры, который самым лучшим образом отвечает конкретной сфере применения. Некоторые терморегуляторы могут работать только с NTC-терморезисторами R10 (например, terneo rtp), другие — только с цифровыми термодатчиками D18 (terneo BeeRT), а отдельные термостаты совместимы с обоими их видами (например, terneo pro).