Резистивные датчики температуры – устройства измерения или преобразователи первичного типа, предназначенные для определения точных температурных параметров. Для их нормальной работы необходимы логические контроллеры разных типов (распространены программируемые). Это изделие, диэлектрический каркас которого обмотан платиновой или медной проволокой. От материала последней зависят стабильность работы и точность показаний.
Принцип работы датчика сопротивления основывается на смене электросопротивления проводникового устройства. Этот показатель зависит непосредственно от температуры контролируемой среды. Когда она становится другой, амплитуда тепловых колебаний меняется, а следом за ней – и сопротивление датчика. Последнее зависит от температуры. Чем она выше, тем больше получается электросопротивление.
Датчики сопротивления предназначены для определения показателей температуры газообразной, твердой или жидкой среды. Могут применяться для определения этого показателя у сыпучих предметов. Сферы применения устройства многочисленны:
- металлургические, энергетические предприятия;
- нефте-, газодобыча;
- ЖКХ.
Датчики называют также термометрами.
Важно! Этот прибор подходит для использования не только в нейтральной, но также агрессивной среде. Так, без него часто не обходятся в химической промышленности.
Разновидности
Самые распространенные датчики сопротивления – полупроводниковые и металлические. Первые отличаются повышенной точностью и стабильной чувствительностью. Их применение позволяет измерять быстротечные процессы. Благодаря невысокому показателю измерительного тока такой прибор может работать с экстремально низкими температурами, до -270 градусов.
Такое устройство состоит из следующих компонентов:
- Выводов измерителя.
- Гильзы, заполненной жидкостью в виде геля. Ее закрывает стеклянная пробка. На внутреннюю часть гильзы нанесена специальная электроизоляционная пленка.
- Полупроводникового чувствительного элемента. В данном случае – легированный сурьмой германий.
У металлических датчиков чувствительным элементом является резистор проволочного или пленочного типа. Он находится внутри металлического либо керамического корпуса.
Для производства ЧЭ (чувствительного элемента) используется устойчивый к окислениям материал с высоким температурным коэффициентом. Самой лучшей в таких характеристиках считается платина. Если высоких требований к точности измерений нет, можно предпочесть медь или никель.
Платиновые температурные измерители
Такие модели чаще всего применяются для того, чтобы контролировать температуру во время разных технологических процессов. Отличаются долговечностью, высокой точностью и надежностью, потому востребованы во многих отраслях промышленности. В некоторых европейских странах чувствительные элементы таких моделей делают из специальной пленочной подложки. Сверху ее обрабатывают платиновым напылением.
Достоинства таких моделей:
- высочайшая точность;
- правильное определение температуры;
- стабильность параметров.
Но платиновые датчики сопротивления стоят дорого, так как наличие в конструкции драгоценного металла повышает цену. Правда, современные производители часто придумывают заменители, и снижают стоимость устройства.
Никелевые устройства
Отличаются самым высоким температурным коэффициентом. По сравнению с платиновыми, у них более узкий рабочий диапазон. Он составляет от -60 до +180 градусов. Главное достоинство приборов такого типа – выходной сигнал высокого уровня. При использовании никелевого датчика нужно учитывать один важный нюанс. А именно: его предельный термический показатель равен 350 С. Если он превышается, структура прибора разрушается, и он быстро ломается.
Из-за низких показателей никелевые модели используют гораздо реже, чем платиновые. Сейчас о них практически забыли. Раньше их часто устанавливали в корабельных системах контроля.
Медные датчики
У таких устройств рабочий температурный диапазон еще более узкий, чем у никелевых аналогов – от -50 до +150 градусов. Медные измерители обладают несколькими важными преимуществами. Первое – доступная стоимость. Они значительно дешевле, по сравнению с платиновыми вариантами. Характеристика «температура-сопротивление» у таких моделей наиболее линейная.
Но из-за небольшого температурного диапазона и малых параметров удельного сопротивления медные измерители используются редко. Есть несколько примеров, когда они были весьма эффективны – например, модель ТХА Метран 2700 отлично подходит не только для промышленности, но и для сферы ЖКХ.
Схемы подключения
Используются три основных способа:
- Двухпроводной. Самый простой вариант, применяется тогда, когда высокая точность показателей не важна. Из-за номинального сопротивления проводников при подключении создается дополнительная погрешность. Этот метод неприменим при классах точности А и АА.
- Трехпроводной. Более точный способ, по сравнению с предыдущим. Все потому, что можно определить сопротивление монтажных проводов и понять, насколько сильно они будут влиять на результаты.
- Четырехпроводной. Этот вариант полностью исключает воздействие сопротивления кабелей.
Прежде чем устанавливать датчики сопротивления, нужно определить, что их характеристики соответствуют поставленным задачам, а типы подобраны правильно. Предварительно важно убедиться, что прибор не поврежден и может исправно работать.
Некоторые факторы могут негативно влиять на точность результатов. Например, установка датчика в неподходящем месте, не соответствующая условиям монтажная длина, недостаточная теплоизоляция трубопровода, плохое уплотнение.
Предварительно (до установки) проверяется:
- Исправность всех контактов. Если хоть один работает не так, как нужно, показатели не будут точными.
- Обмотка на отсутствие конденсата, влаги.
- Схема соединения. В ней не должно быть подгонки сопротивления, компенсационного кабеля.
- Соответствие градуировок в измерительном аппарате и датчике.
Правильно установить датчики сопротивления сможет только опытный специалист. Потому для этого стоит обратиться в специализированную компанию.
Обслуживание
Информация по техобслуживанию, периодичности его проведения с описанием необходимых работ содержится в паспорте устройства или инструкции по эксплуатации. Там же прописываются типичные поломки, способы их устранения, указывается рекомендованная длина провода для подключения.
Специальное ТО для датчиков не нужно. В рамках обслуживания достаточно:
- Проверять условия, в которых работает прибор. Они должны быть оптимальными по всем показателям, чтобы избежать погрешностей.
- Осматривать конструкцию на предмет повреждений. Дополнительно нужно проверить целостность всех соединений и стабильность работы штуцера хода.
- Осматривать пломбы.
- Проверять заземление.
Для стабильной и точной работы оборудования осмотры нужно проводить регулярно, как минимум, раз в месяц.
Плюсы и минусы
Датчики сопротивления хороши в следующем:
- обладают практически линейными характеристиками;
- обеспечивают точные сопротивления (возможная погрешность – в пределах 1 градуса);
- есть недорогие, простые в установке и эксплуатации модели;
- взаимозаменяемость;
- стабильность.
Датчики имеют сравнительно небольшой измерительный диапазон и относительно недолговечны, но распространены во многих отраслях и сферах деятельности.
Качественные датчики сопротивления, соответствующие всем стандартам и нормативам, представлены на сайте компании «Градиентех». Все устройства отличаются оптимальными характеристиками, надежностью и точностью. Модели можно приобрести по доступным ценам.