Měření teploty
Následující odstavce by měly pomoci s orientací ve výrobním programu TEDIA® ve skupině přístrojů určených pro měření teploty.
Metody měření teploty
Odhlédneme-li od bezkontaktních metod měření teploty (pyrometry, termokamery apod.), za průmyslový standard lze bezpochyby označit odporové snímače (zejména platinové nebo niklové) a termočánky (celá řada typů). V řadě případů však lze s výhodou použít i alternativní řešení na bázi elektronických snímačů.
|
Měření teploty odporovými snímači
Platinové a niklové snímače jsou senzory, jejichž odpor se mění v závislosti na teplotě. Nominální odpor je udáván při teplotě 0°C (např. 100 Ohm pro typ Pt100), se vzrůstající teplotou se pak odpor s nelineární závislostí zvětšuje (přesné měření tedy vyžaduje zpravidla numerickou linearizaci).
Přístroje TEDIA® jsou obvykle osazena 24bitovými A/D převodníky s konfigurovatelným napěťovým rozsahem a stabilním zdrojem konstantního proudu (typicky 0,25 mA) pro napájení odporových snímačů. Vstupní obvody pak umožňují softwarovou konfiguraci všech obvyklých způsobů připojení, tzn.:
- dvouvodičové topologie s numerickou kompenzací odporu přívodních vodičů (schema)
- třívodičové topologie kompenzující odpor přívodních vodičů (schema)
- čtyřvodičové topologie eliminující vliv odporu přívodních vodičů (schema)
Citlivé odporové vstupní rozsahy v kombinaci s následnou numerickou linearizací umožňují měřit následujícími typy snímačů v teplotních rozsazích:
- Pt100/3850 (-200÷850°C)
- Pt100/3911 (-200÷850°C)
- Pt500/3850 (-200÷850°C)
- Pt500/3911 (-200÷850°C)
- Pt1000/3850 (-200÷850°C)
- Pt1000/3911 (-200÷850°C)
- Ni100/5000 (-60÷250°C)
- Ni100/6180 (-60÷250°C)
- Ni1000/5000 (-60÷250°C)
- Ni1000/6180 (-60÷250°C)
Poznámka: Některé přístroje nabízejí i měření pomocí zastaralých polovodičových snímačů řady KTY10.
Odporové senzory mají z principu poměrně vysokou tepelnou setrvačnost a jsou proto určeny pro aplikace s nízkou četností odečtů teploty (postačují jednotky měření za sekundu). Použít lze tedy celou řadu modulů MicroUnit serie pro distribuované systémy připojených k počítači řadou alternativních způsobů (RS-485, USB, LAN, viz popis topologie sítě Modbus).
| Dodávané přístroje TEDIA®: |
|
Měření teploty termočlánky
Termočlánky jsou senzory generující napětí závislé na teplotě využívají fyzikálního principu termoelektrického jevu. Výhodou oproti odporovým senzorům popsaných výše je schopnost měření vysokých teplot a nižší tepelná setrvačnost. dosahují však nižší přesnosti.
Generované napětí je velmi malé (typicky milivolty), nelineárně závislé na teplotě, resp. na rozdílu teplot obou konců vedení (jedna strana určená k měření teploty, druhá strana nazývána "studeným koncem"). Zpracování signálu termočlánku tedy vyžaduje kompenzaci teploty studeného konce (buď měřením teploty, nebo umístěním do prostředí se známou teplotou), měření velmi nízkých napětí a linearizaci závislosti napětí na teplotě.
Přístroje TEDIA® jsou obvykle osazena 24bitovými A/D převodníky s konfigurovatelným napěťovým rozsahem, svorkovnicemi umístěnými s ohledem na společnou okolní teplotu a senzorem pro měření této teploty (= teplota studeného konce termočlánku). Numerické zpracování naměřených signálů pak zajišťuje kompenzaci studeného konce a linearizaci.
Citlivé napěťové vstupní rozsahy v kombinaci s následnou numerickou kompenzací a linearizací umožňují měřit následujícími typy termočlánků v teplotních rozsazích:
- typ B (-250÷1820°C)
- typ E (-200÷1000°C)
- typ J (-210÷1200°C)
- typ K (-200÷1372°C)
- typ N (-200÷1300°C)
- typ R (-50÷1768°C)
- typ S (-50÷1768°C)
- typ T (-200÷400°C)
Drtivá většina aplikací vystačí s nízkou četností odečtů teploty (postačují jednotky měření za sekundu) a použít lze tedy celou řadu modulů MicroUnit serie pro distribuované systémy připojených k počítači řadou alternativních způsobů (RS-485, USB, LAN, viz popis topologie sítě Modbus).
Poznámka: Ve velmi ojedinělých případech (např. měření plazmatu pomocí termočlánků) jsou vyžadovány vysoké vzorkovací frekvence (až stovky kHz), v takových případech prosím kontaktujte technickou podporu.
Poznámka: Pro nejnáročnější měření dodáváme přístroje obsahující tepelně izolovaný box s prostorově konstantní teplotou studeného konce termočlánku a jejím přesným měřením/kompenzováním. Kontaktujte prosím technickou podporu.
| Dodávané přístroje TEDIA®: |
|
Měření teploty pomocí digitálních snímačů
Digitální senzory jsou integrované obvody obsahující přesné čidlo teploty připojené na A/D převodník doplněný digitálními obvody a vhodným komunikačním rozhraním. Součástka tedy na rozdíl od konvenčních senzorů poskytuje přímo digitalizovaný údaj s definovanou přesností, přístroje obsahují jen odpovídající komunikační rozhraní.
Přístroje TEDIA® podporují dvě kategorie senzorů, resp. dva typy komunikačních rozhraní. Prvním je tzv. "1-wire" sběrnice (senzory DS18B20), druhým pak standardní I2C sběrnice (senzory TMP116, TMP117 a TMP119), viz následující přehled typů senzorů, teplotních rozsahů a dosažitelných přesností.
- DS18B20 (±2°C v rozsahu -55÷125°C; ±0,5°C v rozsahu -10÷85°C)
- TMP116 (±0,3°C v rozsahu -40÷125°C; ±0,2°C v rozsahu -10÷85°C)
- TMP117 (±0,25°C v rozsahu -55÷125°C; ±0,1°C v rozsahu -20÷50°C)
- TMP119 (±0,15°C v rozsahu -55÷125°C; ±0,09°C v rozsahu -25÷85°C)
Senzory DS18B20 jsou dostupné nejen jako součástky, ale rovněž jako hotové zapouzdřené teplotní snímače; ve standardním výrobním sortimentu MicroUnit serie jsou proto zařazeny i odpovídající moduly.
Naopak senzory TMP116/117/119 jsou dostupné pouze jako součástky a jsou proto využívány jen v zakázkových přístrojích buď ve funkci přesných senzorů teploty, nebo pro měření studeného konce termočlánku.
| Dodávané přístroje TEDIA®: |
|