Conectando sensores de temperatura

Os sensores de temperatura são elementos essenciais de muitos dispositivos de medição. Eles medem a temperatura do ambiente e de diferentes corpos. Esses aparelhos são muito utilizados como medidores de temperatura não só na produção e indústria, mas também no dia a dia e na agricultura, ou seja, onde as pessoas, devido ao seu tipo de atividade, precisam medir a temperatura. E sempre há uma questão de como conectar corretamente esse sensor para que seu funcionamento seja preciso e sem erros?

Para conectar o sensor de temperatura, nenhum trabalho complicado é necessário, o principal aqui é seguir exatamente as instruções, então o resultado será bem-sucedido, e a coisa mais difícil que será necessária para a instalação é um ferro de solda comum.

Um sensor típico é, como um dispositivo completo, um cabo de mais de 2 metros de comprimento, no final do qual o dispositivo de medição é conectado diretamente; difere do cabo na cor, geralmente preta. Conecte o dispositivo a conversor analógico para digital, que converte o sinal analógico (corrente ou tensão) do sensor para digital.

Um dos pinos do sensor é aterrado e o outro é conectado diretamente ao registro ADC com uma resistência de 3-4 ohms. Depois disso, o ADC pode ser conectado ao módulo de aquisição de informações, que pode ser conectado a um computador por meio de uma interface USB, onde com a ajuda de um programa especial pode-se realizar determinadas ações com base nos dados recebidos.

Os programas permitem que você trabalhe com as informações recebidas e execute muitas tarefas relacionadas à medição de temperatura. Muitos sistemas de aquisição de dados modernos são equipados com telas especiais para monitorar as medições realizadas.

Apesar da aparente simplicidade, os sensores de temperatura possuem diferentes esquemas de ligação, pois muitas vezes é necessário levar em consideração os erros associados à resistência dos fios.

Vejamos um exemplo específico. O PT100 tem uma resistência de 100 ohms a uma temperatura do sensor de 0 graus Celsius. Se você conectá-lo de acordo com o circuito clássico de dois fios, usando um fio de cobre com seção transversal de 0,12 sq. Mm, e o cabo de conexão tiver 3 metros de comprimento, os dois fios terão uma resistência de aproximadamente 0,5 Ohm , e isso dará um erro , porque a resistência total a 0 graus já será de 100,5 ohms, e essa resistência deve estar no sensor a uma temperatura de 101,2 graus.

Podemos ver que pode haver problemas de erro devido à resistência dos fios de conexão ao conectar a um circuito de dois fios, mas esses problemas podem ser evitados. Para isso, alguns dispositivos podem ser ajustados, por exemplo, em 1,2 graus.Mas tal ajuste não compensará totalmente a resistência dos fios, pois os próprios fios mudam sua resistência sob a influência da temperatura.

Suponha que alguns dos fios estejam localizados muito perto da câmara aquecida, junto com o sensor, e a outra parte esteja longe dela e mude sua temperatura e resistência sob a influência de fatores ambientais na sala. Nesse caso, a resistência dos fios de 0,5 Ohm durante o aquecimento a cada 250 graus será 2 vezes maior, e isso deve ser levado em consideração.

Para evitar engano, use uma conexão de três fios para que o aparelho meça a resistência total junto com a resistência de ambos os fios, embora você possa levar em conta a resistência de um fio, basta multiplicá-la depois por 2. Depois disso, o a resistência dos fios é subtraída da soma e a leitura do próprio sensor permanece. Com esta solução, uma precisão bastante alta é alcançada, mesmo que a resistência dos fios possa ser significativamente afetada.

No entanto, mesmo um circuito de três fios não pode corrigir o erro associado a um diferente grau de resistência dos fios devido à falta de homogeneidade do material, diferentes seções transversais ao longo do comprimento, etc. Obviamente, se o comprimento do fio for pequeno, o erro será insignificante e, mesmo com um circuito de dois fios, os desvios nas leituras de temperatura não serão significativos. Mas se os fios forem longos o suficiente, sua influência é muito significativa. Então você deve usar uma conexão de quatro fios quando o dispositivo medir a resistência do sensor exclusivamente, sem levar em conta a resistência dos fios.

Portanto, um circuito de dois fios é aplicável nos casos em que:

• A faixa de medição não é superior a 40 graus e não é necessária alta precisão, um erro de 1 grau é aceitável;

• Os fios de conexão são grandes e curtos o suficiente, então sua resistência é relativamente pequena e o erro do próprio dispositivo é aproximadamente proporcional a eles: deixe a resistência dos fios ser de 0,1 Ohm por grau e a precisão necessária é de 0,5 graus, isso é , o erro resultante é menor do que o permitido. O circuito de três fios é aplicável nos casos em que as medições são feitas a distâncias de 3 a 100 metros do sensor, e o alcance é de até 300 graus, com erro admissível de 0,5%.

Para medições mais exatas e precisas, onde o erro não deve exceder 0,1 graus, é usado um circuito de quatro fios.

Um testador convencional pode ser usado para testar o dispositivo. A faixa para sensores com resistência de 100 ohms a 0 graus é adequada apenas de 0 a 200 ohms, esta faixa está disponível para qualquer multímetro.

O teste será gerado em temperatura ambiente, enquanto determinam quais fios do aparelho estão em curto e quais estão conectados diretamente ao sensor, então medem se o aparelho apresenta uma resistência que deve estar de acordo com o passaporte em uma determinada temperatura. No final, você precisa se certificar de que não há curto-circuito na caixa. conversor térmico, esta medição é realizada na faixa de megaohm. Para cumprir integralmente as medidas de segurança, não toque nos cabos e na caixa com as mãos.

Se durante o teste o testador mostrar uma resistência infinitamente alta, isso é sinal de que graxa ou água foram encontradas acidentalmente no alojamento do sensor.Esse dispositivo funcionará por um tempo, mas suas leituras serão flutuantes.

É importante lembrar que todo o trabalho de conexão e verificação do sensor deve ser feito com luvas de borracha. O dispositivo não deve ser desmontado e, se algo estiver danificado, por exemplo, não houver isolamento dos cabos de alimentação em alguns locais, esse equipamento não deve ser instalado. Durante a instalação, o sensor pode interferir com outros dispositivos operando nas proximidades, portanto, eles devem ser desligados primeiro.

Se você tiver alguma dificuldade, confie o trabalho a profissionais. Em geral, de acordo com as instruções, tudo pode ser feito de forma independente, mas em alguns casos é melhor não arriscar. Após concluir a instalação, certifique-se de que o dispositivo esteja bem fixado no local correto, isso é muito importante. Lembre-se de que o sensor é extremamente sensível à umidade. Não execute trabalhos de instalação durante uma tempestade.

Realize verificações preventivas de tempos em tempos para garantir que o sensor esteja funcionando bem. Em geral, sua qualidade deve ser alta, não economize na hora de comprar um sensor, um aparelho de alta qualidade não pode ser muito barato, não é o caso quando você tem que tentar economizar.