ربط مجسات درجة الحرارة

تعتبر مستشعرات درجة الحرارة من العناصر الأساسية للعديد من أجهزة القياس. يقيسون درجة حرارة البيئة والأجسام المختلفة. تُستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع كمقاييس لدرجة الحرارة ، ليس فقط في الإنتاج والصناعة ، ولكن أيضًا في الحياة اليومية وفي الزراعة ، أي حيث يحتاج الناس ، بسبب نوع نشاطهم ، إلى قياس درجة الحرارة. وهناك دائمًا سؤال حول كيفية توصيل هذا المستشعر بشكل صحيح بحيث يكون عمله دقيقًا وخاليًا من الأخطاء؟

لتوصيل مستشعر درجة الحرارة ، لا يلزم عمل معقد ، الشيء الرئيسي هنا هو اتباع التعليمات بدقة ، ثم ستكون النتيجة ناجحة ، وأصعب شيء مطلوب للتثبيت هو مكواة لحام عادية.

المستشعر النموذجي ، كجهاز كامل ، هو كبل يزيد طوله عن مترين ، وفي نهايته يتم توصيل جهاز القياس مباشرة ؛ يختلف عن الكابل في اللون ، وعادة ما يكون أسود. قم بتوصيل الجهاز بـ محول تناظري رقمي، والذي يحول الإشارة التناظرية (التيار أو الجهد) من المستشعر إلى رقمي.

أحد دبابيس المستشعر مؤرض والآخر متصل مباشرة بسجل ADC بمقاومة 3-4 أوم. بعد ذلك ، يمكن توصيل ADC بوحدة الحصول على المعلومات ، والتي يمكن توصيلها بجهاز كمبيوتر عبر واجهة USB ، حيث بمساعدة برنامج خاص ، يمكن للمرء تنفيذ إجراءات معينة بناءً على البيانات المستلمة.

تتيح لك البرامج العمل مع المعلومات الواردة وأداء العديد من المهام المتعلقة بقياس درجة الحرارة. تم تجهيز العديد من أنظمة الحصول على البيانات الحديثة بشاشات خاصة لرصد القياسات المأخوذة.

على الرغم من البساطة الظاهرة ، فإن مستشعرات درجة الحرارة لها مخططات اتصال مختلفة ، لأنه غالبًا ما يكون من الضروري مراعاة الأخطاء المرتبطة بمقاومة الأسلاك.

لنلق نظرة على مثال محدد. تتمتع PT100 بمقاومة 100 أوم عند درجة حرارة مستشعر تبلغ 0 درجة مئوية. إذا قمت بتوصيله وفقًا للدائرة الكلاسيكية ذات السلكين ، باستخدام سلك نحاسي بقسم عرضي 0.12 مم مربع ، وسيكون طول كابل التوصيل 3 أمتار ، فإن السلكين نفسيهما سيكون لهما مقاومة تقارب 0.5 أوم ، وهذا سيعطي خطأ ، لأن المقاومة الكلية عند 0 درجة ستكون بالفعل 100.5 أوم ، وهذه المقاومة يجب أن تكون عند المستشعر عند درجة حرارة 101.2 درجة.

يمكننا أن نرى أنه قد تكون هناك مشاكل خطأ بسبب مقاومة الأسلاك الموصلة عند التوصيل بدائرة ذات سلكين ، ولكن يمكن تجنب هذه المشاكل. لهذا ، يمكن ضبط بعض الأجهزة ، على سبيل المثال ، بمقدار 1.2 درجة.لكن مثل هذا التعديل لن يعوض تمامًا عن مقاومة الأسلاك ، لأن الأسلاك نفسها تغير مقاومتها تحت تأثير درجة الحرارة.

افترض أن بعض الأسلاك موجودة بالقرب من الغرفة الساخنة مع المستشعر ، والجزء الآخر بعيد عنها وتغير درجة حرارته ومقاومته تحت تأثير العوامل البيئية في الغرفة. في هذه الحالة ، ستصبح مقاومة أسلاك 0.5 أوم أثناء التسخين إلى كل 250 درجة أكثر مرتين ، ويجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار.

لتجنب الخطأ ، استخدم اتصالًا ثلاثي الأسلاك بحيث يقيس الجهاز المقاومة الكلية مع مقاومة كلا السلكين ، على الرغم من أنه يمكنك مراعاة مقاومة سلك واحد ، فقط اضربها لاحقًا في 2. بعد ذلك ، يتم طرح مقاومة الأسلاك من المجموع وتبقى قراءة المستشعر نفسه. باستخدام هذا الحل ، يتم تحقيق دقة عالية جدًا ، حتى لو كانت مقاومة الأسلاك يمكن أن تتأثر بشكل كبير.

ومع ذلك ، حتى الدائرة المكونة من ثلاثة أسلاك لا يمكنها تصحيح الخطأ المرتبط بدرجة مختلفة من مقاومة الأسلاك بسبب عدم تجانس المادة ، والمقاطع العرضية المختلفة على طول الطول ، وما إلى ذلك. بالطبع ، إذا كان طول السلك صغيرًا ، فسيكون الخطأ ضئيلًا ، وحتى مع وجود دائرة من سلكين ، فإن الانحرافات في قراءات درجة الحرارة لن تكون كبيرة. ولكن إذا كانت الأسلاك طويلة بما يكفي ، فإن تأثيرها يكون مهمًا للغاية. ثم يجب عليك استخدام اتصال رباعي الأسلاك عندما يقيس الجهاز مقاومة المستشعر حصريًا ، دون مراعاة مقاومة الأسلاك.

لذلك فإن الدائرة ذات السلكين قابلة للتطبيق في الحالات التي:

• نطاق القياس لا يزيد عن 40 درجة ، والدقة العالية غير مطلوبة ، خطأ 1 درجة مقبول ؛

• أسلاك التوصيل كبيرة وقصيرة بدرجة كافية ، ثم تكون مقاومتها صغيرة نسبيًا ، وخطأ الجهاز نفسه يتناسب تقريبًا معها: دع مقاومة الأسلاك تكون 0.1 أوم لكل درجة ، والدقة المطلوبة 0.5 درجة ، أي هو أن الخطأ الناتج أصغر من الخطأ المسموح به. الدائرة ثلاثية الأسلاك قابلة للتطبيق في الحالات التي يتم فيها إجراء القياسات على مسافات من 3 إلى 100 متر من المستشعر ، والمدى يصل إلى 300 درجة ، مع خطأ مسموح به بنسبة 0.5٪.

للحصول على قياسات أكثر دقة ودقة ، حيث يجب ألا يتجاوز الخطأ 0.1 درجة ، يتم استخدام دائرة بأربعة أسلاك.

يمكن استخدام جهاز اختبار تقليدي لاختبار الجهاز. نطاق المستشعرات التي تتمتع بمقاومة 100 أوم عند 0 درجة مناسب فقط من 0 إلى 200 أوم ، وهذا النطاق متاح لأي جهاز متعدد.

سيتم إجراء الاختبار في درجة حرارة الغرفة ، مع تحديد أسلاك الجهاز المختصرة والتي يتم توصيلها مباشرة بالمستشعر ، ثم يقيسون ما إذا كان الجهاز يُظهر مقاومة يجب أن تكون وفقًا لجواز السفر عند درجة حرارة معينة. في النهاية ، تحتاج إلى التأكد من عدم وجود دائرة كهربائية قصيرة على السكن. محول حراري، يتم إجراء هذا القياس في نطاق ميجا أوم. للامتثال الكامل لإجراءات السلامة ، لا تلمس الكابلات والصندوق بيديك.

إذا أظهر جهاز الاختبار أثناء الاختبار مقاومة عالية بشكل لا نهائي ، فهذه علامة على وجود شحم أو ماء عن طريق الخطأ في غلاف المستشعر.سيعمل هذا الجهاز لفترة من الوقت ، لكن قراءاته ستطفو.

من المهم أن تتذكر أن جميع الأعمال المتعلقة بتوصيل المستشعر وفحصه يجب أن تتم باستخدام قفازات مطاطية. لا ينبغي تفكيك الجهاز ، وفي حالة تلف شيء ما ، على سبيل المثال ، لا يوجد عزل لكابلات الطاقة في بعض الأماكن ، فلا ينبغي تثبيت هذه المعدات. أثناء التثبيت ، قد يتداخل المستشعر مع الأجهزة الأخرى التي تعمل في مكان قريب ، لذا يجب إيقاف تشغيلها أولاً.

إذا واجهت أي صعوبات ، فقم بإسناد العمل إلى محترفين. بشكل عام ، وفقًا للتعليمات ، يمكن القيام بكل شيء بشكل مستقل ، ولكن في بعض الحالات من الأفضل عدم المخاطرة به. بعد الانتهاء من التثبيت ، تأكد من أن الجهاز مثبت بإحكام في المكان المناسب ، فهذا مهم جدًا. تذكر أن المستشعر حساس للغاية للرطوبة. لا تقم بتنفيذ أعمال التركيب أثناء عاصفة رعدية.

قم بإجراء فحوصات وقائية من وقت لآخر للتأكد من أن المستشعر يعمل بشكل جيد. بشكل عام ، يجب أن تكون جودته عالية ، لا تدخر عند شراء جهاز استشعار ، لا يمكن أن يكون الجهاز عالي الجودة رخيصًا جدًا ، وليس هذا هو الحال عندما يتعين عليك محاولة توفير المال.