Особенности подключения датчиков
Подключение термопреобразователей сопротивления
Принцип работы термопреобразователей сопротивления ТСМ, ТСП, Pt100 основан на зависимости электрического сопротивления металлов от температуры.
Термопреобразователи выполняют в виде катушки из тонкой медной или платиновой проволоки на каркасе из изоляционного материала, заключенной в защитную гильзу.
Термопреобразователи сопротивления характеризуются двумя параметрами:
R0 – сопротивление датчика при 0 °С и W100 – отношение сопротивления датчика при 100 °С к его сопротивлению при 0 °С.
Для подключения термопреобразователей сопротивления к приборам ОВЕН используется трехпроводная схема,
| которая позволяет уменьшить погрешность измерения, возникающую при изменении сопротивления проводов (например, при изменении их температуры). К одному из выводов терморезистора Rt подсоединяются два провода, а третий подключается к другому выводу Rt. |
 |
При этом необходимо соблюдать условие равенства сопротивлений всех трех проводов.
Термопреобразователи сопротивления могут подключаться к прибору с использованием двухпроводной линии, но при этом отсутствует компенсация сопротивления соединительных проводов и поэтому будет наблюдаться некоторая зависимость показаний прибора от колебаний температуры проводов.
Подключение термопар
Термопара (термоэлектрический преобразователь) типа ТХА, ТХК, ТПП и пр. состоит из двух спаянных на одном из концов проводников, изготовленных из металлов, обладающих разными термоэлектрическими свойствами.
| Спаянный конец, называемый «рабочим спаем», погружается в измеряемую среду, а свободные концы («холодный спай») термопары подключаются ко входу измерителей-регуляторов. Если температуры «рабочего» и «холодного спаев» различны, то термопара вырабатывает термоЭДС, которая и подается на прибор. |
 |
|||
Поскольку термоЭДС зависит от разности температур двух спаев термопары, то для получения корректных показаний необходимо знать температуру «холодного спая», чтобы скомпенсировать эту разницу в дальнейших вычислениях.
В модификациях входов, предназначенных для работы с термопарами, предусмотрена схема автоматической компенсации температуры свободных концов термопары. Датчиком температуры «холодного спая» служит полупроводниковый диод, установленный рядом с присоединительным клеммником.
Подключение термопар к прибору должно производиться с помощью специальных компенсационных (термоэлектродных) проводов, изготовленных из тех же материалов, что и термопара. Допускается использовать провода из металлов
с термоэлектрическими характеристиками, аналогичными характеристикам
материалов электродов термопары в диапазоне температур 0…100 °С. При
соединении компенсационных проводов с термопарой и прибором необходимо
соблюдать полярность.
Во избежание влияния помех на измерительную часть прибора линию связи прибора с датчиком рекомендуется экранировать. В качестве экрана может быть использована заземленная стальная труба.
При нарушении указанных условий могут иметь место значительные погрешности при измерении.
Подключение датчиков с унифицированным выходным сигналом тока или напряжения
Многие датчики различных физических величин оснащены нормирующими измерительными преобразователями. Нормирующие преобразователи преобразуют сигналы с первичных (термопар, термопреобразователей сопротивления, манометров, дифманометров и др.) в унифицированный сигнал постоянного тока или напряжения с диапазонами: 0...20 мА, 4...20 мА, 0...5 мА или 0...1 В. Диапазон выходного тока нормирующего преобразователя пропорционален значению физической величины, измеряемой датчиком, и соответствует рабочему диапазону датчика, указанному в его технических характеристиках.
В ряде приборов ОВЕН имеется встроенный источник питания постоянного тока, гальванически изолированный от схемы прибора.
На рисунках показаны схемы подключения датчиков с унифицированным выходным сигналом 4...20 мА по двухпроводной линии к прибору 2ТРМ1
| со встроенным источником питания, |
 |
|||
| с внешним питанием. |
 |
|||
Измерение влажности психрометрическим методом
Психрометрический метод основан на измерении разности температур сухого и влажного термометров. Температура влажного термометра всегда ниже температуры сухого из-за испарения воды с поверхности фитиля. Чем суше воздух (влажность ниже), тем интенсивнее испаряется
вода с поверхности фитиля, тем ниже температура увлажняемого термометра.
Существуют полуэмпирические психрометрические формулы, из которых выведена
общепринятая формула относительной влажности:
,где  – относительная влажность воздуха, %;Евлаж. – максимально возможное парциальное давление водяного пара при температуре воздуха Твлаж., оС; Есух. – максимально возможное парциальное давление водяного пара при температуре воздуха Тсух., оС; р – атмосферное давление; Тсух. – температура сухого термометра, оС; Твлаж. – температура влажного термометра, оС; A – психрометрический коэффициент (психрометрическая постоянная). |
 |
Психрометрический коэффициент A зависит от многочисленных факторов:
Среди внешних факторов наибольшее значение имеет скорость воздушного потока, обдувающего увлажненный термометр. Если она больше 2,5 м/сек, то коэффициент A приближается к величине ~0,0064 1/оС.
Если обдува нет, то коэффициент A сильно возрастает, поэтому рекомендуется устанавливать принудительную вентиляцию. Например в приборах ОВЕН значение A устанавливается пользователем – в МПР51 и могут допускаться значения 0,0064...0,008 1/оС.
| «Сухой» и «влажный» датчики температуры следует крепить один над другим на расстоянии 50...100 мм, перпендикулярно |
|
| или параллельно стенке. |
|
Под «влажным» датчиком помещается резервуар с водой, в который опускается увлажняющий фитиль, закрывающий датчик.
Резервуар изготавливается из нержавеющей стали, оцинкованного железа, термостойкой пластмассы, стекла или другого стойкого к условиям эксплуатации материала, не выделяющего вредных вещества.
Увлажняющий фитиль чаще всего изготавливается из тонкой неотбеленной хлопчатобумажной ткани – марли, батиста, муслина, обладающих максимальной всасывающей способностью. Фитиль должен закрывать чувствительный элемент и максимальную площадь поверхности датчика.
| Для снижения площади испарения воды из резервуара рекомендуется «бутылочный» профиль резервуара.. |
|
| Для пополнения резервуара можно поставить дополнительный резервуар вне камеры и соединить его с внутренним . |
 |
Установка диапазона измерения при использовании датчиков с унифицированным выходным сигналом постоянного тока или напряжения (масштабирование)
При работе с датчиками, формирующими на выходе унифицированный сигнал тока или напряжения, в измерителях регуляторах как правило предусматривается возможность масштабирования шкалы измерения по каждому из каналов. Для этого в соответствующих параметрах программирования прибора устанавливаются нижняя и верхняя границы диапазона измерения, а также положение десятичной точки.
Параметр «нижняя граница диапазона измерения» определяет, какое значение будет выводиться на индикатор при минимальном уровне сигнала с датчика (например, при 4 мА для датчика с выходным сигналом тока 4...20 мА).
Параметр «верхняя граница диапазона измерения» определяет, какое значение будет выводиться на индикатор при максимальном уровне сигнала с датчика (например, при 20 мА для датчика с выходным сигналом тока 4...20 мА или 1 В для датчика с выходным сигналом напряжения 0...1 В).
Параметр «положение десятичной точки» определяет количество знаков после запятой, которое будет выводиться на индикатор.
Вы можете обсудить эту проблему на форуме