Как работает датчик температуры

Устройство, принцип действия, диагностика датчиков температуры

как работает датчик температуры

Датчики температуры двигателя. Engine coolant temperature sensor Intake air temperature sensor. Существуют различные типы систем управления двигателем, устройство которых может различаться в значительной мере. Но в любой из систем управления двигателем  обязательно применяется датчик температуры охлаждающей жидкости. В большинстве систем применяется датчик температуры воздуха во впускном тракте двигателя.

Внешний вид датчика температуры двигателя — охлаждающей жидкости (слева) и датчика температуры воздуха во впускном тракте (справа)

В зависимости от температуры охлаждающей жидкости, блок управления двигателем корректирует состав топливовоздушной смеси, частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу, угол опережения зажигания Влияние показаний датчика температуры охлаждающей жидкости на работу системы управления двигателем очень велико.

Например, если вследствие неисправности рассчитанное блоком управления двигателем значение температуры охлаждающей жидкости двигателя не совпадает с фактической температурой охлаждающей жидкости двигателя на значительную величину, двигатель может заглохнуть / не запускаться.

Большинство датчиков температуры воздуха во впускном тракте аналогичны по устройству и принципу действия датчику температуры охлаждающей жидкости. В зависимости от температуры воздуха во впускном тракте, блок управления двигателем несколько корректирует состав топливовоздушной смеси.

Влияние показаний датчика температуры воздуха во впускном тракте на работу системы управления двигателем особенно заметно в таких системах, где не применяется датчик расхода воздуха.

Принцип действия датчиков температуры двигателя

В качестве датчиков температуры охлаждающей жидкости и большинства датчиков температуры воздуха во впускном тракте двигателя применяются терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом — с  увеличением температуры датчика температуры двигателя его сопротивление уменьшается. Датчик температуры охлаждающей жидкости устанавливается в потоке охлаждающей жидкости двигателя.

При низкой температуре охлаждающей жидкости, сопротивление датчика высокое (3,52 kQ при +20 °С); при высокой температуре -сопротивление датчика низкое (240 Q при +90 °С). От блока управления двигателем, через расположенный внутри блока управления двигателем резистор с постоянным электрическим сопротивлением, на датчик температуры двигателя поступает опор. напряжение величиной 5 V.

Второй вывод датчика соединён с «массой».

Схема включения датчика температуры двигателя, в качестве чувствительного элемента которого применяется терморезистор. ECU Блок управления двигателем.

  1. Точка подключения зажима типа «крокодил» осциллографического щупа.
  2. Точка подключения пробника осциллографического щупа для получения осциллограммы выходного напряжения датчика.
  3. Датчик температуры.
  4. Выключатель зажигания.
  5. Аккумуляторная батарея.

Датчик температуры двигателя шунтирует опор. напряжение, вследствие чего, значение напряжения на датчике оказывается меньшим опор. С увеличением температуры охлаждающей жидкости (например, при прогреве двигателя), сопротивление датчика уменьшается и, соответственно, уменьшается напряжение на датчике. По величине этого напряжения блок управления двигателем рассчитывает текущее значение температуры охлаждающей жидкости двигателя.  

Характеристика датчика температуры охлаждающей жидкости

Температура, °С Сопротивление, Q ± 2%
-40 100 700
-30 52 700
-20 28 680
-15 21 450
-10 16 180
-4 12 300
9 420
+5 7 280
+10 5 670
+15 4 450
+20 3 520
+25 2 800
+30 2 240
+40 1 460
+45 1 190
+50 970
+60 670
470
+80 330
+90 240
+100 180
+130 70

 

 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.

Источник: http://auto-master.su/content/ustroistvo-printsip-deistviya-diagnostika-datchikov-temperatury

Датчики температуры

как работает датчик температуры

 О чем эта статья

Что такое и какие бывают датчики температуры. Рассмотрена классификация термодатчиков по принципу действия, когда какие типы датчиков лучше применять. На какие характеристики необходимо обратить внимание при выборе датчиков температуры. Обзор производителей и продавцов.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Датчики измерения влажности(гигрометры)» или «Виды давления».

Перейти к выбору и покупке датчиков температуры

Большинство технологических процессов идет сейчас по пути автоматизации. Кроме того, управление многочисленными механизмами и агрегатами, а зачастую и машинами просто немыслимо без точных измерений всевозможных физических величин.

Не маловажными являются измерение давления, измерение угловой скорости, а также линейной и многие-многие другие. Но самыми распространенными (около 50%) являются температурные измерения.

К примеру, средняя по величине атомная станция располагает приблизительно 1500-ю контрольных (измерительных) точек, а крупное химпроизводство, насчитывает таких уже около 20 тыс.

Так как диапазон измерений и их условия могут сильно отличатся друг от друга, разработаны разные по точности, помехоустойчивости и быстродействию типы датчиков (и первичных преобразователей). Какого бы типа не был температурный датчик, общим для всех является принцип преобразования.

А именно: измеряемая температура преобразуется в электрическую величину (как раз за это и отвечает первичный преобразователь).

Это обусловлено тем, что электрический сигнал просто передавать на большие расстояния (высокая скорость приема-передачи), легко обрабатывать (высокая точность измерений) и, наконец, быстродействие.

Дальше, предлагаем вам ознакомиться с различными видами датчиков температуры, а в конце статьи со список вопросов которые необходимо решить перед покупкой датчика температуры. Если же вы хотите сразу перейти к выбору и покупке термодатчика, можете воспользоваться нашим каталогом.

Терморезистивные термодатчики

Терморезистивные термодатчики — основаны на принципе изменения электрического сопротивления (полупроводника или проводника) при изменении температуры. Разработаны они были впервые для океанографических исследований. Основным элементом является терморезистор — элемент изменяющий свое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды.

Несомненные преимущества термодатчиков этого типа это долговременная стабильность, высокая чувствительность, а также простота создания интерфейсных схем.

На изображении приведен датчик 702-101BBB-A00, диапазон измерения которого от -50 до +130 °С. Этот датчик относиться к группе кремневых резистивных датчиках(что это такое читайте двумя абзацами ниже). Обратите внимание, на его размеры. Производит этот датчик фирма Honeywell International

В зависимости от материалов используемых для производства терморезистивных датчиков различают:

  1. Резистивные детекторы температуры(РДТ). Эти датчики состоят из металла, чаще всего платины. В принципе, любой мета изменяет свое сопротивление при воздействии температуры, но используют платину так как она обладает долговременной стабильностью, прочностью и воспроизводимостью характеристик. Для измерений температур более 600 °С может использоваться также вольфрам. Минусом этих датчиков является высокая стоимость и нелинейность характеристик.
  2. Кремневые резистивные датчики. Преимущества этих датчиков —хорошая линейность и высокая долговременная стабильностью. Также эти датчики могут встраиваться прямо в микроструктуры.
  3. Термисторы. Эти датчики изготавливаются из металл-оксидных соединений. Датчики измеряет только абсолютную температуру. Существенным недостатком термисторов является необходимость их калибровки и большой нелинейностью, а также старение, однако при проведении всех необходимых настроек могут использоваться для прецизионных измерений.

Полупроводниковые

Источник: http://www.DeviceSearch.ru.com/article/datchiki-temperatury

Датчики измерения температуры: типы, принцип работы

как работает датчик температуры

Практически в любой современной аппаратуре есть датчики температуры. Это устройство, которое позволяет измерить температуру объекта или вещества, используя при этом различные свойства и характеристики измеряемых тел или среды. Не смотря на то, что все термодатчики призваны измерять температуру, разные типы датчиков делают это абсолютно по-разному. Давайте подробнее разберем принцип работы и характеристики основных видов термодатчиков.

Классификация термодатчиков по принципу работы

По принципу измерения все датчики измерения температуры подразделяются на:

  • Термоэлектрические (термопары);
  • Терморезистивные;
  • Полупроводниковые;
  • Акустические;
  • Пирометры;
  • Пьезоэлектрические.

Термоэлектрические датчики температуры (термопары)

Принцип работы этой группы датчиков основан на том, что в замкнутых контурах проводников или полупроводников возникает электрический ток, если места спайки различаются по температуре. Для измерения температуры, один конец термопары помещают в среду измерения, а другой служит для снятия значений. Единственным, но существенным недостатком этого вида измерителей является их довольно большая погрешность, что недопустимо для многих технологических процессов.

Примером такого датчика может служить датчик ТСП Метран-246, который предназначен для измерения температуры твердых тел.

Он применяется в металлообработке, и служит для контроля температуры подшипников. Диапазон измерения от -50 до +120 градусов по Цельсию, выходной сигнал для считывания – аналоговый.

о датчиках температуры смотрите ниже:

Терморезистивные датчики

Как следует из названия, этот тип датчиков работает по принципу изменения сопротивления проводника при изменении его температуры. Благодаря простой и надежной конструкции, датчики этого типа широко применяются в электронике и машиностроении. Неоспоримым плюсом этих измерителей является высокая точность, чувствительность и простые устройства считывания.

Примером терморезистивного датчика может служить модель 700-101BAA-B00, которая имеет начальное сопротивление в 100 Ом, и диапазон измерений от -70 С° до +500 С°.

Выполнен он с применением платиновой пластинки и никелевых контактов. Широко используется в электронике и промышленных автоматах.

Полупроводниковые термодатчики

Этот тип датчиков работает на принципе изменения характеристик p-n перехода под воздействием температуры. Так как зависимость напряжения на транзисторе от температуры всегда пропорциональна, можно сделать датчик с высокой точностью измерения.

Несомненными плюсами такого решения является дешевизна, высокая точность данных, и линейность характеристик на всем диапазоне измерения.

Кроме того, их можно монтировать прямо на полупроводниковой подложке, что делает этот тип датчиков незаменимым для микроэлектронной промышленности.

Примером такого устройства может стать датчик LM75A. Температурный диапазон — от -55 С° до +150 С°, погрешность измерений – ±2 С°. Шаг измерения – всего 0,125 С°. напряжение питания – от 2.5 до 5.5 В, а время преобразования сигнала – до 0.1 секунды.

Акустические датчики температуры

Принцип работы этих устройств – разная скорость звука в среде при разной температуре. Зная изначальные данные, можно рассчитать изменения температуры по скорости прохождения звуковой волны в веществе. Это бесконтактный метод, позволяющий измерять температуру в закрытых полостях, а также в среде, недоступной для прямого измерения. Используются такие датчики в медицине и промышленности – там, где проникновение к измеряемому веществу невозможно.

Пирометры (тепловизоры)

Бесконтактный тип термодатчиков, считывающих излучение, которое исходит от нагретых тел. Этот тип устройств позволяет измерять температуру дистанционно, без приближения к среде, в которой производятся замеры. Это позволяет работать с большими температурами и сильно разогретыми объектами без опасного сближения.

Все пирометры по принципу работы подразделяют на интерферометрические, флуоресцентные и датчики на основе растворов, меняющих цвет в зависимости от температуры.

Пьезоэлектрические датчики температуры

Все датчики этого типа работают при помощи кварцевого пьезорезонатора. Вся суть работы – прямой пьезоэффект, то есть изменение линейных размеров пьезоэлемента под воздействием электрического тока. При попеременной подаче разнофазного тока с определенной частотой, пьезорезонатор колеблется, при этом частота его колебаний зависит от температуры. Зная эту зависимость, можно легко преобразовать данные о частоте колебаний резонатора в температуру.

Ещё одно видео о разновидностях термодатчиков:

Благодаря широкому диапазону измерений и высокой точности, такие датчики применяют в основном при проведении исследований и опытов, где нужна высокая надежность и долговечность.

Источник: https://pue8.ru/vybor-elektrooborudovaniya/804-datchiki-izmereniya-temperatury-tipy-printsip-raboty.html

Основные типы датчиков

   В целом, существует два методы получения данных:

   1. Контактный. Контактные датчики температуры находятся в физическом контакте с объектом или веществом. Они могут быть использованы для измерения температуры твердых тел, жидкостей или газов.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как разобрать посудомоечную машину bosch

   2. Бесконтактный. Бесконтактные датчики температуры производят обнаружение температуры, перехватывая часть инфракрасной энергии, излучаемой объектом или веществом и чувствуя его интенсивность. Они могут быть использованы для измерения температуры только в твердых телах и жидкостях. Измерять температуру газов они не в состоянии из-за их бесцветности (прозрачности).

Типы датчиков температуры

   Есть много различных типов датчиков температуры. От простых контролирующих процесс вкл/выкл термостатического устройства, до сложных контролирующих системы  водоснабжения, с функцией её нагрева применяемых в процессах выращивания растений. Два основных типа датчиков, контактные  и бесконтактные далее подразделяются на резистивные, датчики напряжения и электромеханические датчики. Три наиболее часто используемых датчика температуры это:

  • Термисторы
  • Термопреобразователи сопротивления
  • Термопары

   Эти датчики температуры отличаются друг от друга с точки зрения эксплуатационных параметров.

Термистор

   Термистор — это чувствительный резистор, изменяющий свое физическое сопротивление с изменением температуры. Как правило, термисторы изготавливаются из керамического полупроводникового материала, такого как кобальт, марганец или оксид никеля и покрываются  стеклом. Они представляют собой небольшие плоские герметичные диски, которые сравнительно быстрое реагируют на любые изменения температуры.

   За счет полупроводниковых свойств материала, термисторы имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC), т.е. сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Однако, есть также термисторы, с положительным температурным коэффициентом (ПТК), их сопротивление возрастает с увеличением температуры.

Преимущества термисторов

  • Большая скорость реагирования на изменения температуры, точность.
  • Низкая стоимость.
  • Более высокое сопротивление в диапазоне от 2,000 до 10,000 ом.
  • Гораздо более высокая чувствительность (~200 ом/°C) в пределах ограниченного диапазона температур до 300°C.

Зависимости сопротивления от температуры

   Зависимость сопротивления от температуры выражается следующим уравнением:

   где A, B, C — это константы (предоставляются условиями расчёта), — сопротивление в Омах, — температура в Кельвинах. Вы можете легко рассчитать  изменение температуры от изменения сопротивления или наоборот.

Как использовать термистор?

   Термисторы оцениваются по их резистивному  значению при комнатной температуре (25°C). Термистор-это пассивное резистивное  устройство, поэтому оно требует производства контроля текущего выходного напряжения. Как правило, они соединены последовательно с подходящими стабилизаторами, образующими делитель напряжения сети.

   Пример: рассмотрим термистор с сопротивлением значение 2.2K при 25°C и 50 Ом при 80°C. Термистор подключен последовательно с 1 ком резистором через 5 В питание.

   Следовательно, его выходное напряжение может быть рассчитано следующим образом:

   При 25°C, RNTC = 2200 Ом;

   При 80°C, RNTC = 50 Ом;

   Однако, важно отметить, что при комнатной температуре стандартные значения сопротивлений различны для различных термисторов, так как они являются нелинейными. Термистор имеет экспоненциальное изменение температуры, а следовательно-бета постоянную, которую используют, чтобы вычислить его сопротивление для заданной температуры. Выходное напряжение на резисторе и температура  линейно связаны.

Резистивные датчики температуры

   Температурно-резистивные датчики (термопреобразователи сопротивления) изготовлены из редких металлов, например платины, чье электрическое сопротивление изменяется от соответственно изменению температуры.

   Резистивный детектор температуры имеет положительный температурный коэффициент  и в отличие от термисторов, обеспечивает высокую точность измерения температуры.  Однако, у них слабая чувствительность. Pt100 являются наиболее широко доступным датчиком со стандартным значение сопротивления 100 Ом при 0°C. Основным недостатком является высокая стоимость.

Преимущества таких датчиков

  • Широкий  диапазон  температур от -200 до 650°C
  • Обеспечивают высокий выход по току падения
  • Более линейны по сравнению с термопарами  и термосопротивлениями

Термопары

   Наиболее часто используются датчики температуры-термопары, потому что они точны, работают в широком диапазоне температур от -200°C до 2000°C, и стоят сравнительно недорого. Термопара с проводом и штепсельной вилкой на фото далее:

Работа термопар

   Термопара изготовляется из двух разнородных металлов, сваренных вместе, что даёт эффект разности потенциалов от температуры. От разницы температур между двумя спаями, образуется напряжение, которое используется для измерения температуры. Разность напряжений между двумя спаями называется “эффект Зеебека”.

   Если оба соединения имеют одинаковую температуру, потенциал различия  в разных соединениях равен нулю, т.е. V1 = V2. Однако, если спаи имеют разную температуру,  выходное напряжение относительно разности температур между двумя спаями будет равно их разности V1 — V2.

Типы термопар

   В зависимости от конструкции и назначения различают термопары погружаемые и поверхностные; с обыкновенной, взрывобезопасной, влагонепроницаемой или иной оболочкой (герметичной или негерметичной), а также без оболочки; обыкновенные, виброустойчивые и ударопрочные; стационарные и переносные и другие.

Источник: https://el-shema.ru/publ/ehlektrika/datchiki_temperatury/10-1-0-335

Как работает датчик температуры?

Как работает датчик температуры?

Датчик температуры – довольно маленький, но очень важный. В первую очередь на его показатели водители обращаются внимание зимой. Как работают датчики температуры двигателя, где они находятся и можно ли их чинить – это нужно знать каждому автовладельцу.

Как работает датчик температуры двигателя?

Как и во многих подобных устройствах, принцип работы основан на свойствах некоторых материалов менять свое сопротивление при нагревании. Поэтому датчики температуры охлаждающей жидкости представляют собой корпус из цветного металла, легко проводящего тепло, и термистора, который плотно прижат к внешней оболочке. Сигнал передается по проводам либо на термометр на передней панели, либо напрямую в блок управления.

Датчики температуры двигателя погружаются в антифриз. Когда охлаждающая жидкость нагревается, то нагревается и датчик. При этом повышается и сопротивление термистора. Блок управления посылает на термистор сигнал, измеряет напряжение вернувшегося сигнала. Результат измерения сравнивается с эталонной таблицей в памяти устройства, и на экран выводится температура двигателя.

Виды датчиков, контролирующих температуру охлаждающей жидкости

Встречаются датчики температуры двигателя в двух исполнениях:

Цифровые – современные устройства, работающие в тандеме с электронным блоком управления. У них нет отдельного табло для вывода результатов – их регистрирует и обрабатывает сам блок. Поэтому такие датчики температуры представляют собой капсулу из металла и провода.

Механические используют в старых моделях авто. Показания у них выводятся на обычный термометр.

Расположение термодатчиков

Датчики температуры двигателя размещаются как можно ближе к цилиндрам. Чаще всего они либо входят в комплект автомобильного термостата, либо устанавливаются в выпускном коллекторе.

Диагностика датчиков температуры автомобиля

Любое устройство имеет свойство ломаться. Датчики температуры охлаждающей жидкости не исключение. Периодически их нужно проверять и менять.

Возможные неисправности

Чаще всего датчики температуры могут ломаться из-за:

  • физических повреждений – сорвалась резьба, треснул корпус, сгорел термистор;
  • проблем с электрической частью – короткое замыкание, обрыв проводов;
  • нехватки антифриза.

Проблемы с датчиком можно определить по работе двигателя и неправильным показаниям. Если есть сомнения в работе – его нужно снять и протестировать. Для этого датчик погружают в антифриз, нагревают и в процессе замеряют сопротивление. Если результаты опыта отличаются от эталона – датчик неисправен.

Если датчик температуры охлаждающей жидкости неисправен. Последствия

Проблемы с устройством обязательно скажутся на двигателе. Если в старых моделях этим можно было пренебречь – ну не работает термометр, и ладно, то в новых так не получится. Блок управления, опираясь на неправильные данные датчика, будет плохо выполнять свою работу. В результате двигатель может сбоить, не запускаться, топливо будет сгорать не полностью. Итоги могут быть печальны – износ деталей, нагар в цилиндрах, ремонт.

Датчики температуры двигателя – маленькие детали одного большого устройства. Но без них пришлось бы тяжело. Недаром они используются уже очень давно. За исправностью работы этих устройств лучше следить внимательно, периодически их тестировать и вовремя менять.

Источник: https://etr-yug.ru/about/blog/kak-rabotaet-datchik-temperatury/

Термисторы

Термисторы – это полупроводниковые термосопротивления с большим температурным коэффициентом.

  • PTC-термисторы (Positive Temperature Coefficient), обладают свойством резко увеличивать свое сопротивление, когда достигнута заданная температура – широко используются для защиты двигателей
  • NTC-термисторы (Negative Temperature Coefficient), обладают свойством резко уменьшать свое сопротивление при достижении заданной температуры

PT100, PT1000

Платиновые термометры сопротивления (Platinum Resistance Thermometers) обладают высокой стойкостью к окислению и большой точностью измерения.

KTY

Кремниевые терморезисторы с положительным коэффициентом сопротивления, отличаются высокой линейностью характеристики, высоким быстродействием, надёжной твёрдотельной конструкцией и небольшой стоимостью.

Схемы включения термосопротивления в измерительную цепь

  • 2-х проводная схема используется там, где не требуется высокой точности, так как сопротивление присоединительных проводов суммируется с измеренным сопротивлением, что приводит к появлению дополнительной погрешности
  • 3-х проводная схема обеспечивает значительно более точные измерения, т.к. появляется возможность измерить сопротивление подводящих проводов и вычесть его из суммарного измеренного сопротивления
  • 4-х проводная схема — наиболее точная схема, обеспечивает полное исключение влияния подводящих проводов

Сравнение термометров сопротивления с термопарами

Преимущества:

  • выше точность и стабильность
  • можно исключить влияние сопротивления присоединительных проводов на результат измерения при использовании 3-х или 4-х проводной схемы измерений
  • практически линейная характеристика
  • не требуется компенсация холодного спая

Недостатки:

  • малый диапазон измерений
  • не могут измерять высокую температуру.

Подключение к ПЛК

Холодные концы подключаются (непосредственно или с помощью компенсационных проводов, которые должны быть выполнены из тех же металлов, что и термопара) к клеммам соответствующего аналогового входа (с соблюдением полярности!) промышленного контроллера, который программно выполняет компенсацию температуры холодного спая и рассчитывает температуру в точке измерения.

При внутренней компенсации контроллер использует температуру модуля, к которому подключена термопара. При более точной внешней компенсации эталонная температура холодного спая измеряется с помощью дополнительного термометра сопротивления, который подключается к специальному входу контроллера.

Преимущества термопар

  • Большой температурный диапазон измерения
  • Измерение высоких температур.

Недостатки

  • Невысокая точность
  • Необходимость вносить поправку на температуру холодного конца.

Термостаты

Термостат (Thermostat) – это регулятор, который поддерживает постоянную температуру воздуха или жидкости в системах отопления, кондиционирования и охлаждения.

Источник: https://www.maxplant.ru/article/temperature_sensor.php

Возможности и принцип действия температурных датчиков с аналоговым выходом

  • 12 сентября 2018 г. в 16:39
  • 513

Предприятия по производству пищевой продукции или работающие с химическими реагентами в силу с производственной необходимости, обязаны контролировать степень нагрева как самого вещества, так и окружающей среды. Аналогичная задача существует в металлургии, логистике, радиотехнике и стала неотъемлемой частью как автоматизации промышленности, так комфортной жизни человека. Одним из наиболее частых решений в этих вопросах стал датчик температуры с аналоговым выходом.

Универсальность использования таких датчиков обуславливается не только материалом, из которого изготовлен чувствительный элемент, но и самим принципом его работы. Обычно датчики температуры с аналоговым выходом разделяют на две группы по типу чувствительного элемента — термосопротивления и термопары.

Принцип действия датчиков температуры с аналоговым выходом

Рассмотрим работу термосопротивлений (терморезисторов). Принцип действия датчиков температуры этого типа основан на изменении сопротивления резистора при перемене степени его нагрева. Чувствительный к температурным сдвигам металл или полупроводник соединён с электрической схемой так, что при нагреве изменяется его сопротивление, и изменяется сила тока, которая может пройти через резистор.

При этом различают два типа термосопротивлений:

  • с отрицательным температурным коэффициентом. У таких приборов при охлаждении до −273°С увеличивается показатель R (сопротивление, измеряемое в Омах);
  • с положительным температурным коэффициентом. У них сопротивление увеличивается в процессе нагрева до 1300°С.

Главное преимущество использования этого вида датчиков температур с аналоговым выходом в их точности, которая может доходить до +0,013 градуса.

К недостаткам можно отнести малый диапазон измерения, что делает такие устройства узкоспециализированными.

Другой тип приборов для контроля нагрева носит название термопары. Принцип работы основан на измерении разности потенциалов на концах термопары (холодный спай), возникающей в результате изменения температуры в месте соединения проводников (горячего спая) термопары.

Приборы, контролирующие степень нагрева или охлаждения вещества, которые поставляет наша компания, уже содержат в себе необходимые схемы преобразования изменения температуры в аналоговый сигнал (0) 420 мА либо 010 В.

Применение датчиков температуры с аналоговым выходом

В ассортименте «РусАвтоматизации» представлен широкий модельный ряд датчиков температуры с аналоговым выходом. Конструктивные отличия обусловлены разными сферами применения.

Например, датчики TER8 — это терморезисторы с чувствительными элементами из платины Pt100 классов B, AA, 1/6 B, A, которые разработаны специально для измерения температурных показателей жидких продуктов питания. Следовательно, все смачиваемые детали изготовлены из сплавов и полимеров, пригодных для использования в пищевой промышленности и имеют соответствующие сертификаты. Датчики температуры с аналоговым выходом TER8 измеряют температуру в пределах от −40 до +150°С.

Или же датчики ТХА, ТЖК, ТХК, ТНН — это термопары с большими диапазонами измеряемых температур от −200 до 1700°С. Устойчивость таких датчиков температуры с аналоговым выходом к избыточному давлению до 25 Бар (до 50 Бар с защитным кожухом) открывает широкие возможности применения в различных сферах производства и промышленности, в том числе металлургии и в нефтепереработке.

Ещё вышеуказанные приборы используются для измерения температуры жидкой среды в технологическом процессе, либо устройствах, потребляющих масло, таких как системы охлаждения трансформаторов, станков и прочих механизмов, где масло потребляется в качестве смазывающе-охлаждающей жидкости. Здесь очень важно измерять температуру самого масла. Если оно перегреется, то параметры, такие как плотность, вязкость и диэлектрическая проницаемость масла изменятся, что может привести к поломке.

Датчики температуры с аналоговым выходом могут измерять температуру окружающей среды, температуру жидкой (сыпучей) среды в технологическом процессе, либо степень нагрева или охлаждения трубопровода в конкретных узлах.

https://www.youtube.com/watch?v=KrZreaAxmhY

Важно понимать, у какого из представленных датчиков температуры применение будет максимально эффективно в конкретных технологических процессах. Соответственно, при выборе нужно учитывать температурный диапазон и среду, в которых планируется проводить измерения, а также какой аналоговый сигнал на выходе вы хотите получать.

Источник: https://www.elec.ru/articles/vozmozhnosti-i-princip-dejstviya-temperaturnyh-dat/

Датчики температуры. Виды и принцип действия, Как выбрать

Датчики температуры нужны для того, чтобы проконтролировать температуру в помещении, жидкости, твердого объекта или расплавленного металла.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как пользоваться пробником отверткой

Основой действия температурных датчиков в автоматизированном управлении является изменение температуры в электрический сигнал. Это обуславливает преимущества электрических измерений: результаты легко передавать по сети, скорость передачи может быть достаточно высокой. Величины могут преобразовываться друг в друга и обратно. Цифровой код создает повышенную точность замера, скорость и чувствительность.

Термопары

Термопара представляет собой две проволоки из разных металлов, спаянных между собой. При разности температур между горячим и холодным концом в цепи возникает электрический ток. Величина этого электрического тока зависит от термоэлектрической силы термопары, составляет от 40 до 60 мкВ, в зависимости от материала термопары. Материал термопары может быть разным. Это могут быть никель-хромовые, хромо-алюминиевые, железо-никелевые, железо-константановые и т.д.

Термопара является высокоточным датчиком температуры, однако эту точность достаточно проблематично снять. Термопара является относительным датчиком температуры, уровень ее напряжения имеет зависимость от температурной разности между спаями. При этом холодный спай находится при комнатной температуре или при какой-либо другой.

Рассмотрим работу термопары ближе. Есть две термопары и две температуры горячего и холодного конца. Соответственно ЭДС зависит от разности температур. Температуру холодного спая необходимо компенсировать. Аппаратным способом компенсации является использование второй термопары, которая помещена в заранее известную температуру.

Программным способом компенсации является использование другого датчика температуры, на этот раз абсолютного, который помещается в изотермическую камеру вместе с холодными спаями и контролирует их температуру с заданной точностью. Имеются трудности снятия данных с термопары.

Во-первых, она нелинейная. В ГОСТе заботливо введены коэффициенты полинома для перевода ЭДС в температуру и обратно. Эти полиномы большого порядка, но ничто не запрещает спокойно их посчитать силами контроллера.

Во-вторых, другая проблема заключается в том, что термо-ЭДС термопары измеряется в единицах и сотнях микровольт. Соответственно, использование широко доступных аналогоцифровых преобразователей приведет к полному провалу. Нужны прецизионные многоразрядные малошумящие аналогоцифровые преобразователи для того, чтобы использовать термопару в своих конструкциях.

Терморезисторы

Гораздо более простым способом измерения стало применение терморезисторов. Они работают на зависимости сопротивления материалов от внешней температуры. Металлические термометры сопротивления, в частности платиновые обладают очень высокой точностью и линейностью. Термометры сопротивления определяются двумя основными характеристиками.

Это базовое сопротивление термометра при определенной температуре. В ГОСТе базовым сопротивлением считается сопротивление при 0 градусах по Цельсию. ГОСТ рекомендует использование нескольких номиналов сопротивлений в Омах и температурный коэффициент, который определяется как разность сопротивлений нашей температуры и при 0 градусов, деленной на нашу температуру и t нуля градусов, умноженную на единицу, деленную на базовое сопротивление.

Ткс = (Re – R0c) / (Te – T0c) *1/R0c

В ГОСТе на терморезисторы вы найдете температурный коэффициент для различных термометров из платины, меди и никеля. Кроме того, там присутствуют коэффициенты полинома для расчета температуры из текущего сопротивления резистора. Одной из проблем термометров сопротивления является очень низкий температурный коэффициент сопротивления. Однако, измерять сопротивление с высокой точностью гораздо проще, чем очень малые значения напряжения в отличие от термопар.

Одним из способов измерения сопротивления является включение нашего термосопротивления в цепь источника тока и измерение дифференциального напряжения.

Использование полупроводников даст нам температурный коэффициент доли единицы процента, их гораздо проще измерять с помощью аналогоцифровых преобразователей. Есть интегральные микросхемы датчиков температуры, аналоговый выход которых уже соответствует питаемому напряжению.

Такие датчики температуры можно напрямую подключать к аналогоцифровому преобразователю и спокойно оцифровывать его с помощью восьми- или десятибитного АЦП.

Комбинированный датчик

Помимо интегральных схем с выходом, существуют датчики с цифровым интерфейсом. Одним из популярных датчиков является комбинированный датчик температуры и влажности серии SHT1. Этот датчик позволяет измерять температуру с точностью + 2 градуса и влажность с точностью + 5 градусов. Главной проблемой данного датчика температуры является то, что там решили оптимизировать интерфейс. Он позволяет подключать параллельные устройства.

Цифровой датчик

Цифровой датчик температуры DS18B20, который представляет собой трехвыводную микросхему, позволяет с высокой точностью до 0,5 градуса получать температуру с множеством параллельно работающих датчиков. В этом датчике широкий интервал температур от -55 до +125 градусов. Основной его недостаток – медлительность. Вычисления с максимальной точностью он делает за 750 мс. Ввиду инерционности корпуса датчика температуры опрашивать его нет никакого смысла.

Бесконтактные датчики (пирометры)

В этом датчике имеется специальная тонкая пленка, поглощающая инфракрасные излучения, тем самым нагревающаяся. Такие бесконтактные термосенсоры используются в тепловизорах. Там имеется не один тепловой датчик, а матрица. Они позволяют на расстоянии до 3 метров детектировать тепловой объект.

Кварцевые преобразователи температуры

Для того, чтобы измерить температуру в интервале -80 +250 градусов применяют кварцевые преобразователи. Они работают на частотной зависимости кварца от температуры. Действие датчиков происходит на частотной зависимости. Функция преобразователя меняется от расположения среза по осям кристалла.

Кварцевые датчики работают с высокой чувствительностью, разрешением, стабильностью. Эти свойства делают их перспективными в использовании. Они получили большое распространение в цифровых термометрах.

Шумовые датчики температуры

Работа шумовых датчиков заключается на зависимости шумовой разности потенциалов на резисторе от температуры. Практически реализовать способ измерения температуры шумовыми датчиками можно, сделав сравнение шумов 2-х одинаковых резисторов, один находится при определенной температуре, 2-й при измеряемой температуре. Шумовые датчики температуры применяются для температурного интервала -270 -1100 градусов.

Преимуществом шумовых датчиков стала возможность измерения температуры в термодинамике на вышеописанной закономерности. Но это осложнено трудным измерением напряжения шума, так как оно мало и сравнимо с шумом усилителя.

Датчики температуры ЯКР (ядерного квадрупольного резонанса)

Термометры ЯКР работают за счет действия градиента поля тока решетки кристалла и момента ядра, которое вызвано отклонением заряда от симметрии сферы. Это создает процессию ядер. Частота имеет зависимость от градиента поля решетки. Для разных веществ имеет величину до тысяч МГц. Градиент зависит от температуры, с ее возрастанием частота ЯКР уменьшается.

Датчики температуры ЯКР образуют ампулу с веществом, помещенную в обмотку индуктивности, которая соединена с контуром генератора. Когда частота генератора совпадает с частотой ЯКР, то энергия генератора поглощается. Допуск замера температуры -263 градуса равен + 0,02 градуса, а температуры 27 градусов +0,002 градуса. Преимуществом термометров ЯКР становится стабильность, неограниченная по времени, недостатком является значительная нелинейность преобразующей функции.

Объемные преобразователи

Объемные датчики действуют на расширении и сжатии веществ при изменении температуры. Диапазон действия преобразователей определяется, насколько стабильны свойства материалов. Датчиками делают измерения температуры в интервале -60 -400 градусов. Допуск измерения составляет от 1 до 5%. Интервал работы датчика с жидкостью может зависеть от температуры закипания и замерзания. Погрешности измерения датчиков на жидкости от 1 до 3%, определяются температурой среды.

Нижняя граница измерения преобразователей на газе определяется температурой перехода газа в жидкое состояние, верхняя граница – стойкостью баллона к воздействию температуры.

Параметры выбора датчика температуры

  • Диапазон рабочей температуры.
  • Возможность погружения датчика в объект измерения или среду. Если это невозможно, то лучше выбрать пирометр или термометр.
  • Условия проведения замеров. Если нужно измерять в агрессивной среде, то надо выбирать датчик в коррозионностойком корпусе, или бесконтактного типа. Также следует определить наличие давления, влажности и т.д.
  • Время работы датчика до калибровки или замены. Многие датчики не могут долго и стабильно работать (термисторы).
  • Величина сигнала выхода. Существуют датчики температуры, выдающие сигнал по току, или в градусах.
  • Технические данные: погрешность, разрешение, напряжение, время сработки. Для полупроводников важен тип корпуса.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/datchiki-temperatury/

Датчик температуры охлаждающей жидкости: замена своими руками, виды неисправностей

Чтобы двигатель хорошо работал, эффективно развивал свои эксплуатационные характеристики, все его составляющие должны быть в хорошем состоянии, в том числе и технологические жидкости. Датчик температуры охлаждающей жидкости, он же ДТОЖ, выполняет роль детектива.

статьи:

Что такое датчик температуры охлаждающей жидкости

Все датчики служат для контроля работы определенных узлов и деталей. При нарушении функций работы, датчик показывает, что работа того или иного устройство нестабильна. Автомобиль в своей конструкции имеет множество датчиков.

Важная рекомендация: можно ли смешивать антифриз с тосолом или между собой, или с водой, и что будет, если смешать? Ответ найдет по ссылке.

Двигатель внутреннего сгорания нуждается в стабильной работе. Так вот, температурный датчик жидкости охлаждения обеспечивает контроль за стабильностью работы ДВС. Мотор машины быстрее греется благодаря этому датчику и медленнее достигает высоких температур, приводящих к кипению охлаждающей жидкости в системе.

ДТОЖ — это не датчик, который показывает температуру жидкости в системе блока и радиатора. Некоторые неправильно думают на счет этого.Датчик температуры ОЖ передает данные температуры жидкости (антифриза, тосола или воды) в электронный блок управления (ЭБУ). А температуру жидкости, которую водитель видит на приборной панели, передает другой датчик, тоже температурный.

Если сломается датчик, который выводит значение температуры для водителя, то ничего серьезного для системы это не принесет. А, если выйдет из строя датчик, который передает значение температуры в ЭБУ, тогда блок управления неправильно будет регулировать работу ДВС.

Информация для начинающих автомобилистов: охлаждающая система (радиатор, рубашка системы охлаждения двигателя) должна содержать жидкость (желательно, которая имеет высокую температуру кипения), которая отводит тепло от мотора.

Помимо отведения тепла и охлаждения двигателя, циркулирующая жидкость охлаждения охлаждает моторное масло, которое, при закипании теряет свои свойства.

Также охлаждающая жидкость охлаждает воздух, который есть в системе турбонаддува (турбины), охлаждает выхлопные газы и масло коробки переключения передач. Есть у датчика функция нагрева воздуха в вентилирующей и отопительной системах.

Датчик температуры жидкости охлаждения — маленькое звено в агрегатной конструкции системы автомобиля, но оно очень важное. От правильности его работы и исправности в целом, зависит стабильность работы мотора.

Устройство и принцип работы ДТОЖ

При замыкании контактов датчика — система получает информацию, что температура жидкости поднялась.

По схожести функций, температурный датчик похож на резистор. Датчик сконструирован таким образом, что сопротивление электрического тока изменяется при изменения температуры вокруг. Изменения сопротивления передаются в электронный блок управления двигателем.

До ДТОЖ применялись, так называемые, термореле. Они устанавливались в системах впрыска. При расположении контактов в открытом положении, ДВС нагревался. Если контакт замыкался, значит мотор достиг рабочей температуры (обычно это  90 градусов).

Термистор является основным элементов конструкции термодатчика. Именно термистор устанавливает, как будет зависеть сопротивление тока от окружающей температуры.

В свою очередь, термистор состоит из кобальта, вернее оксидов кобальта (Co) и никеля (Ni). При нагревании в этих веществах растет много свободных электронов. За счет увеличения свободных электронов, уменьшается сопротивление.

Есть термисторы с отрицательным температурным коэффициентом. В этом случае термистор показывает максимальные значения, когда двигатель холодный. На термодатчик подается напряжение в 5 Вольт (В). Далее, когда двигатель будет нагреваться, датчик будет уменьшать сопротивление.

ЭБУ смотрит за изменениями напряжения и по этим данным рассчитывает, какая температура жидкости на данный момент. Когда двигатель горячий, электронный блок управления дает команду подавать обедненную смесь топлива с воздухом.

Если датчик неисправен, то ЭБУ может дать команду обогатить топливную смесь, в то время, как надо было сделать ее бедной. При работе с богатой смесью, свечи зажигания быстро загрязнятся.

Мотор может не завестись, если число оборотов двигателя при запуске будет не достаточным. ЭБУ может подать команду — увеличить обороты. Чтобы управляемость в процессе запуска ДВС поддерживалась, клапан рециркуляции должен быть в закрытом положении пока мотор не наберет рабочую температуру.

Если обороты плавают, то это один из признаков не правильной работы датчика температуры. При этом мотор может глохнуть. Угол зажигания зависит от правильной работы датчика, потому что этот параметр тоже регулируется через ЭБУ. Выброс вредных веществ отработавших топливных смесей при таком регулировании уменьшается.

В итоге получается, что силовые, эксплуатационные характеристики автомобиля зависят напрямую от работы датчика температуры жидкости охлаждения.

Где находится ДТОЖ

В разных марках и моделях авто температурный датчик располагается в разных местах. Но, обычно он ставится в головке блока цилиндров (ГБЦ), недалеко от термостата или прямо на нем. Также обязательно расположение датчика должно быть вблизи отводящего патрубка, через который антифриз или тосол, или вода идет обратно в радиатор. Это оптимальное расположение. Датчик в этом случае передает в ЭБУ точную информацию.

Виды датчиков

Классификация ДТОЖ по изменению сопротивления:

  1. Датчик с отрицательным температурным коэффициентом. Принцип работы в том, что внутреннее сопротивление падает, если температура увеличивается.
  2. Датчик с плюсовым температурным коэффициентом. Принцип работы обратный, чем у первого типа датчика, то есть внутреннее сопротивление растет с ростом температуры.

Самый популярный в применении автомобильной промышленности — это первый вид ДТОЖ. Бывает, что в машине установлены 2 датчика, основной и дополнительный.

Основной датчик занимается передачей информации электронному блоку управления, а дополнительный — включением вентилятора.

Виды неисправностей датчика и как их устранить

Благодаря тому, что конструкция датчика проста, он считается надежным. Чем проще конструкция, тем выше надежность. У датчика может быть проблема с градуировкой. В этом случае значение сопротивления будет меняться как попало и на ЭБУ будет передаваться неверная информация.

Основная и главная поломка или неисправность температурного датчика охлаждающей жидкости в том, что он не включает вентилятор при достижения температуры включения.

Неисправность может быть вызвана окислением штекера проводки или поломки дополнительного датчика, отвечающего за работу вентилятора.

Неисправности ДТОЖ:

  • без причины падают обороты двигателя;
  • долго нагревается мотор;
  • двигатель часто перегревается;
  • повышенный расход топлива;
  • ухудшение управляемости автомобилем;
  • из глушителя выходит черны дым;
  • нет стабильности в работе ДВС.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как подключить сервопривод к ардуино

Бывают также, стуки в двигателе — детонация. На старых авто устанавливался контроллер. При достижении стрелки контроллера за пределы критической зоны, требуется немедленная остановка транспорта. Это может быть связано с поломкой ДТОЖ.

А в современных автомобилях, бортовой компьютер подскажет, что мотор перегрелся и требуется остановиться. Кстати, если тосол, антифриз или вода закипела, нельзя выключать двигатель. Надо остановиться и дать поработать на холостом ходу. Когда температура немного спадет, заглушить двигатель.

Причины появления неполадок

Некачественный антифриз, а также моторное масло могут стать причиной неправильной работы датчика. Дело в том, что наконечник датчика очень чувствительный. Если на нем образуется осадок в виде кристалликов жидкости, то датчик работает со боями. Утечка охлаждающей жидкости приводит к износу прокладки. Также, причиной поломки может быть замыкание в цепи, скачок напряжения.

Как проверить, рабочий ли датчик температуры

Чтобы демонтировать, проверить, заменить датчик, необходимы такие инструменты:

  1. Ключ на 19 мм.
  2. Мультиметр.
  3. Емкость для слива ОЖ.
  4. Электрочайник для подогрева воды.
  5. Термометр.
  6. Еще одна емкость, но уже для горячей воды, маленькая, например, стакан.

Как проверять

Диагностику делают на специальном оборудовании в автосервисах. Чтобы проверить, правильно ли датчик показывает температуру, надо его опустить в горячую жидкость и замерить сопротивлением Омметром или мультиметром в положении определения сопротивления. На разных датчиках, разных марках и моделях, значения сопротивления могут отличаться. В интернет сети есть специальные таблицы с данными сопротивления, для каких датчиков конкретной модели.

Если значение сопротивления отличается от того, какое оно должно быть по таблице, то датчик температуры надо заменить. Датчик не ремонтируется.

Как проверить датчик температуры жидкости охлаждения?

  1. Берем датчик и опускаем его в теплую воду.
  2. Берем термометр и опускаем его в емкость с холодной водой. Для точности показаний, лучше использовать электронный градусник.
  3. К датчику подсоединяем мультиметр и опускаем датчик в воду. Смотрим, что показывает измерительный прибор.
  4. Вода с холодной водой в это время нагревается до 15, 20, 25 градусов. Результаты записываются.

    При какой температуре, сколько показывает сопротивление. Если данные не совпали с табличными, эталонными, то датчик подлежит замене.Есть еще способ проверки датчика температуры без градусника. Вода обычно кипит при 100 градусах. Измеряем сопротивление, когда датчик был опущен в кипящую воду. Сопротивление в этом случае должно быть приблизительно 176 Ом. Плюс, минус погрешность, может достигать до 190 Ом.

    Но без термометра, это приблизительная проверка.

Сейчас приведу таблицу, при какой температуре, в каких пределах должно быть сопротивление

Температура, С Сопротивление, Ом
5 000 — 6 500
10 3 350 — 4 400
20 2 250 — 3 000
30 1 500 — 2 100
40 950 — 1400
50 700 — 950
60 540 — 675
70 400 — 500
80 275 — 375
90 200 — 290
100 150 — 225

Как заменить датчик температуры

Это можно сделать своими руками, большого опыта для этого не требуется. Порядок таков:

  1. Слить ОЖ.
  2. Снять старый датчик. Он вкручивается в спец. отверстие с резьбой. Выкручиваем его.
  3. Вкручиваем новый датчик. Рекомендуется посадочное место смазать герметиком до вкручивания.

Вывод

Итак, температурный датчик жидкости охлаждения — это один из важных элементов в конструкции авто. При его неправильной работе или полном отказе, работа ДВС ощущается сразу. Отклонения в работе, что называется, на лицо.

Датчик представляет собой терморезистор. Данные об изменении температуры за бортом он передает в ЭБУ через изменения сопротивления.

В этом видео рассказывается, как правильно произвести замену датчика.

Проверка датчика своими руками в домашних условиях.

Не работает датчик температуры ВАЗ.

Источник: https://autostuk.ru/datchik-temperatury-oxlazhdayushhej-zhidkosti-zamena-svoimi-rukami-vidy-neispravnostej.html

Виды и принцип работы термодатчиков

Основной принцип работы температурных датчиков в системах автоматического управления – преобразование температуры в электрическое значение. Эффективность использования электрических величин обеспечена: удобством передачи на большие расстояния с высокой скоростью, возможностью их обратной трансформации, преобразования в цифровой код, чувствительностью измерений. Различают несколько типов устройств.

Принцип действия устройства основан на термоэлектрическом эффекте: если в замкнутом контуре из двух полупроводников или проводников места спаев (контактов) имеют разную температуру, то в нем возникает электрический ток.

Спай, расположенный в среде, в которой происходит измерение температуры, называется «горячим», противоположный контакт – «холодным». Чем больше температура измеряемой среды отличается от температуры воздуха, тем больший электрический ток возникает.

Эти измерительные устройства могут иметь изоляционный слой или изготавливаться без него. Во втором случае термопары могут использоваться только в схемах, не контактирующих с «землей».

Схематичное изображение термодатчика

Виды термопар

  • Хромель-алюминиевые. В основном применяются в промышленности. Характерные особенности: широкий температурный интервал измерений -200+13000°C, доступная стоимость. Не допускаются к применению в цехах с высоким содержанием серы.
  • Хромель-копелевые. Применение сходно с предыдущим типом, особенность – сохранение работоспособности только в неагрессивных жидких и газообразных средах. Часто используются для измерения температуры в мартеновских печах.
  • Железо-константовые. Эффективны в разреженной атмосфере.
  • Платинородий-платиновые. Наиболее дорогие. Для них характерны стабильные и точные показания. Используются для измерения высоких температур.
  • Вольфрам-рениевые. Обычно в их конструкции присутствуют защитные кожухи. Основная область применения – измерение сред со сверхвысокими температурами.

Преимущества проводниковых термометров сопротивления:

  • простая и надежная конструкция, которая обуславливает использование этих устройств в машиностроении и электронике;
  • высокая точность и чувствительность;
  • простые устройства считывания.

Пример – модель 700-101ВАА-В00, в конструкции которой присутствуют платиновая пластинка и никелевые контакты. Платиновые устройства могут работать в пределах -260+1100°C.

Полупроводниковые датчики температуры демонстрируют высокую стабильность характеристик во времени. Полупроводниковые терморезисторы имеют большой температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Датчики температуры с отрицательным ТКС называются термисторами (с ростом температуры сопротивление снижается), с положительным – позисторами (с возрастанием температуры сопротивление увеличивается). Обозначение термисторов – NTC, позисторов – PTC.

Аналоговые

Эти устройства обычно недороги и не требуют сложного ухода. их проблема – шкала. Либо она показывает температуру с высокой точностью, но измерительный интервал при этом очень мал, либо охватывает широкий температурный диапазон, но точность показаний – приблизительна.

Цифровые

Такие устройства дороже, по сравнению с аналоговыми, но их точность гораздо выше. Позволяют производить измерения в широком интервале, применяются в быту и технике.

Конструктивные составляющие цифрового термометра:

  • чувствительный элемент (обычно это терморезистор);
  • аналогово-цифровой преобразователь, который трансформирует электрический сигнал от терморезистора в цифровой;
  • дисплей;
  • элемент питания;
  • вводы-выводы сигналов, необходимые для взаимодействия с другими устройствами.

Таблица видов термодатчиков

Таблица видов термодатчиков

Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Источник: https://www.RadioElementy.ru/articles/termodatchiki/

Работа датчика охлаждения

Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ДТОЖ) представляет собой датчик температуры в двигателе автомобиля, который по определяет и измеряет температуру двигателя. Информация, полученная от датчика температуры охлаждающей жидкости, затем используется для регулирования температуры двигателя автомобиля.

Принцип работы датчика таков. Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ), часто располагается рядом с термостатом двигателя транспортного средства таким образом, что он может работать на оптимальном уровне. Наконечник датчика температуры охлаждающей жидкости обычно расположен вблизи охлаждающей жидкости двигателя.

Этот датчик температуры работает путем измерения температуры, которую испускает термостат или охлаждающая жидкость. Температура, которую считывает датчик, затем отправляется на бортовой компьютер или систему управления двигателем в качестве сигнала. Затем система управления двигателем использует информацию, полученную от датчика температуры охлаждающей жидкости, для работы или регулировки некоторых функций двигателя, чтобы он работал на своем оптимальном уровне.

Помимо регулирования температуры двигателя путем включения и выключения охлаждающего вентилятора, информация, полученная от датчика температуры, также используется для определения того, нуждается ли двигатель в более богатой топливной смеси, чтобы игнорировать сигнал обратной связи по обогащению / обеднению датчика кислорода, чтобы открыть рециркуляцию отработавших газов или ограничить продвижение искры во время выброса.

Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости

Обычный тест проводится для того, чтобы проверить, работает ли температура охлаждающей жидкости точно. Для диагностики зажигание выключается, а разъем датчика температуры охлаждающей жидкости отсоединяется. Омметр (электрический прибор для измерения электрического сопротивления) подключен к клемме датчика.

Датчик также может быть полностью снят с двигателя и погружен вместе с термометром в наполненный водой контейнер. При нагреве воды в контейнере датчик будет демонстрировать особое сопротивление изменению температуры. Рекомендуется заменить датчик, если он не демонстрирует определенного сопротивления изменяющимся температурам.

Другой подход к измерению датчика температуры охлаждающей жидкости состоит в том, чтобы снять крышку радиатора (часть системы охлаждения автомобиля) и вставить термометр в радиатор с последующим запуском двигателя. При работе двигателя охлаждающая жидкость начинает нагреваться, и, как только температура достигает 97 ° C, вентилятор начинает работать. Если вентилятор по-прежнему не включается, датчик требует полной проверки. Для того чтобы проверить датчик:

  • охлаждающая жидкость сливается из двигателя,
  • снимается катушка зажигания,
  • электрический разъем отсоединяется от датчика, а затем датчик погружается вместе с термометром в емкость (подключенную к омметру) для измерения электрического сопротивления этого датчика при различных уровнях температуры (как обсуждалось ранее).

Что делать, когда датчик температуры не работает

Как и с любым другим компонентом вашего автомобиля, датчик со временем может выйти из строя. Это может вызвать ряд проблем, в том числе перегрев двигателя.

Если вы знаете, где находится датчик двигателя и как он выглядит, вы можете провести визуальный осмотр, чтобы определить, нет ли на нем трещин. Хотя эта визуальная проверка может быть полезной, она не поможет вам диагностировать каждую возможную проблему, поскольку некоторые неисправности датчика могут быть без визуального подтверждения.

Вообще говоря, если ваш датчик не работает, он отправит сигнал на компьютер и загорится индикатор «Check Engine». Если вы видите, что загорелся знак «Проверка двигателя», лучше немедленно связаться с службой технического обслуживания автомобиля.

Замена датчика температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры охлаждающей жидкости может со временем стареть и портиться, поэтому важно знать, как заменить неисправный датчик температуры. Замена CTS часто рекомендуется при восстановлении двигателя и при его повреждении.

Двигатель должен остыть, прежде чем заменить датчик. Охлаждающая жидкость в системе охлаждения должна быть слита перед заменой датчика температуры охлаждающей жидкости. Однако не сливайте радиатор. Достаточно слить только немного охлаждающей жидкости. Откройте клапан, чтобы слить антифриз.

После слива охлаждающей жидкости замените старый датчик новым датчиком температуры охлаждающей жидкости. Важно помнить, чтобы заполнить радиатор охлаждающей жидкостью.

Где находится датчик температуры

Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя расположен в основном в проходе охлаждающей жидкости двигателя с жидкостным охлаждением; обычно рядом с клапаном термостата.

Датчик температуры двигателя подключается либо к датчику температуры, либо к индикатору температуры на приборной панели. В современных автомобилях вы заметите, что нет отдельного датчика температуры двигателя.

 Вместо этого есть крошечный «свет», символизирующий температуру двигателя; который интегрирован с rpm-метром.

После включения зажигания буква «С» также загорается вместе с символом температуры; показывая, что двигатель холодный. Это должно автоматически исчезнуть; после того, как двигатель прогреется до оптимальной температуры (обычно в пределах 2-3 километра от старта движения).

Схема подключения датчика температуры

Признаки неработающего датчика температуры охлаждающей жидкости

Неисправный датчик температуры охлаждающей жидкости может вызвать массу проблем для двигателя, поэтому важно, чтобы датчик всегда был в хорошем состоянии. Как правило, поиск самого датчика поможет определить, является ли деталь неисправной. Однако это будет определять только визуальные повреждения, которые можно увидеть, например, трещину, утечку или коррозию в датчике.

Цифровой вольтметр (DVOM) также может быть использован для внутреннего сопротивления датчика. Показание можно сравнить с обычными характеристиками. Если показания находятся в пределах спецификации, но проблема все еще очевидна, то проблема в проводке.

Один из лучших способов определить, является ли датчик температуры охлаждающей жидкости неисправным или неисправным, состоит в том, чтобы проверить, горит ли контрольная лампа двигателя. Если датчик температуры не работает должным образом, компьютер в двигателе транспортного средства отправит сигнал. Затем эти данные используются для предоставления кода неисправности, который включает лампу проверки двигателя.

Замена датчика температуры автомобиля

Датчик в конечном итоге нужно будет заменить полностью через некоторое время. Если двигатель получает какие-либо повреждения, всегда рекомендуется замена датчика, потому что лучше не рисковать эксплуатацией автомобиля с неисправным датчиком, так как это может повлечь еще более дорогой ремонт двигателя. Даже небольшой износ может привести к эрозии датчика с течением времени.

Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя может работать долго, если его правильно обслуживать. Вот несколько советов, которые помогут вашему двигателю оставаться в хорошем состоянии и избежать проблем, связанных с ДЭХ.

Не используйте водопроводную воду для заправки радиатора

Многие люди совершают эту ошибку, наполняя радиатор обычной водопроводной водой. В водопроводной воде есть элементы ржавчины и других минералов, которые в долгосрочной перспективе могут быть вредны для двигателя, особенно если вода начинает кипеть и испаряться внутри радиатора. Всегда используйте охлаждающую жидкость, так как она обеспечивает надлежащее смазывание и предотвращает образование ржавчины.

Немедленно устранить утечки масла и прокладку

Если в отсеке двигателя есть утечка и масло попадает в блок двигателя, охлаждающая жидкость загрязняется, что приводит к неисправности датчика.

Проверьте на утечки охлаждающей жидкости

Система охлаждения автомобиля не нуждается в постоянной заправке. Однако, если уровень охлаждающей жидкости часто падает, это может привести к утечке, и ее следует устранить немедленно. При недостаточном количестве охлаждающей жидкости в бачке датчик может давать ложные показания компьютеру.

Источник: https://teritoriya-auto.ru/rabota-datchika-ohlazhdeniya/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ЭлектроМастер
Почему моргает люминесцентная лампа

Закрыть