Основы измерения температуры

Правильный выбор датчика температуры для различных измерительных задач

Выбор подходящего датчика температуры зависит от Вашей измерительной задачи. На выбор представлены термопары, резистивные датчики (Pt100 и NTC) и пирометры (инфракрасные датчики).
The Right Temperature Sensor For Any Measuring Task

Эмпирические правила:

  • Термопары работают очень быстро и имеют широкий диапазон измерений.
  • Резистивные датчики более точные, но работают медленнее.
  • NTC датчики работают быстро и точно, но имеют ограниченный диапазон измерений.
  • Инфракрасные датчики не соприкасаются с измеряемым объектом и имеют очень небольшие постоянные времени, однако зависят от коэффициента излучения.
  • Чем шире диапазон измерений датчика, тем более универсальным он является.

Критерии выбора датчика:

  • Диапазон измерений
  • Точность
  • Время отклика
  • Стабильность
  • Тип конструкции

Термопары

Термопара состоит из двух спаянных в одной точке проводников, изготовленных из разнородных металлов или сплавов. Термоэлектрический эффект в точке спая проводников используется для измерения температуры. В точке спая возникает относительно небольшое термоэлектрическое напряжение, которое зависит от разницы температуры между измерительной точкой и соединительными клеммами.

Точность, Рабочая температура:

Базисные значения для термоэлектрических напряжений и для допустимых отклонений термопар указаны в стандарте DIN/IEC 584. Термопары Ahlborn® доступны с двумя классами точности, согласно DIN/IEC 584-2. Для типа К действуют следующие ограничения (наивысшие значения):

Class 1: ±1.5 °C или (type K / N) ±0.004 x l t l (-40…1000°C)

Class 2: ±2.5 °C или(type K / N) ±0.0075 x l t l (-40…1200°C)

Наши термопары соответствуют, как правило, Классу 2 согласно DIN/IEC 584-2. Указанные значения Tmax относятся к наконечнику термопары (горячий спай). Указанное время T90 относится к измерениям в движущейся жидкости. Рукоятки датчиков и соединительные кабели стандартно устойчивы к температурам до +80 °C. По запросу, доступны кабели для высоких температур. В ассортименте термопары различных типов: в зависимости от температурного диапазона, чувствительности и с измеряемой средой. Наиболее распространены термопары NiCr-Ni (тип K).

Новинка: Соединительные кабели с термопроводкой (витой провод).
Отсутствие нежелательного влияния температуры в месте соединения измерительного элемента с кабелем.

Для повышения точности измерений, соединительные кабели для большинства типов датчиков Almemo® имеют новую термопроводку (многожильный витой провод, класс 2), вместо традиционного компенсационного кабеля. Место соединения измерительного элемента (наконечника) с кабелем (в кабельной муфте или рукоятке) не имеет температурной погрешности в широком диапазоне измеряемых температур (до +200°C). Новая термопроводка позволяет избежать обычных погрешностей измерений, вызванных разницей температуры в месте соединения измерительного элемента с кабелем.
В настоящее время, компенсационные линии, соответствующие классу 2 по DIN 43722, используются только для некоторых типов датчиков и удлиняющих кабелей. Для Класса К диапазон рабочих температур компенсационной линии составляет 0…150 °C.

Резистивные датчики (датчики Pt100)

Принцип измерения температуры датчиком Pt100 основан на повышении сопротивления датчика с увеличением температуры. Измерительный резистор питается постоянным током, перепад напряжения на резисторе меняется в зависимости от температуры. При небольших изменениях сопротивления (0.3…0.4 WΩ/°C) необходимо использовать 4-жильный кабель и 4-х проводную схему подключения датчика (для исключения погрешности измерений, вызванных сопротивлением соединительного кабеля).

Точность, Рабочая температура:

Датчики Pt100 стандартно используются с измерительными резисторами Класса В (DIN/IEC 751). За дополнительную плату можно заказать датчик с повышенной точностью измерений DIN Класс А или 1/5 DIN Класс B. Указанное время Tmax относится к наконечнику датчика. Указанное время T90 относится к измерениям в движущейся жидкости. Рукоятки датчиков и соединительные кабели стандартно устойчивы к температурам до +80 °C. По запросу, доступны кабели для высоких температур.

Диапазоны измерений, разрешение

Pt100 датчики FP Axxx стандартно имеют измерительный диапазон Pt100-1 (разрешение 0.1K). Измерительный диапазон Pt100-2 (с разрешением 0.01K) может быть запрограммирован на 1-ом или, дополнительно, на 2-ом канале в интеллектуальном разъеме Almemo®.

Новинка: Измерительный диапазон Pt100-3 (разрешение 0.001K), диапазон рабочих температур 0…+65 °C (функция доступна только для измерительных приборов V6 и 2690-8, 2890-9, 85/8690-9, 5690-1/2)

Точность измерений резистивных датчиков

Обозначение Диапазон Макс. отклонение
Сопротивление DIN Class B DIN Class A 1/5 DIN Class B
Pt 100 Ω при –200°C ±1.3 K
при –100°C ±0.8 K
при –50°C ±0.25 K*
при 0°C ±0.3 K ±0.15 K ±0.06 K
при +100°C ±0.8 K ±0.35 K ±0.16 K
при +200°C ±1.3 K ±0.55 K ±0.26 K
при + 300°C ±1,8 K ±0,75 K ±0,36 K
при + 400°C ±2,3 K
наценка за более высокую точность Артикул №. OPG2 Артикул №. OPG5**

* диапазон -50 °C только для датчиков в оболочке, диаметром 2 мм и выше
**по запросу, в зависимости от конструкции датчика
 

NTC Датчики

NTC датчики (термисторы) имеют значительно большее сопротивление, чем датчики Pt100. При измерении температуры используется их отрицательный температурный коэффициент, т.е. сопротивление понижается при повышении температуры.

Точность, Рабочая температура:

Точность NTC датчиков — согласно спецификации производителя. Указанное время Tmax относится к наконечнику датчика. Указанное время T90 относится к измерениям в движущейся жидкости. Рукоятки датчиков и соединительные кабели стандартно устойчивы к температурам до +90°C.

Точность

Обозначение
Диапазон Макс. отклонение
NTC датчик –20…0°C ±0.4 K
(10K…25°C) 0…70°C ±0.1 K
70…125°C ±0.6 K
Типы датчиков и области их применения

Конструкция датчика может отличаться для каждой конкретной измерительной задачи.
Tmax — макс. рабочая температура наконечника датчика.
T90 — время, необходимое для достижения датчиком 90% переходной характеристики после перепада температуры. T90 относится к измерениям в движущейся жидкости.
Почти все модели датчиков доступны с другими диаметрами и длинами, по запросу.

Датчик температуры поверхности с плоским измерительным наконечником— для измерения температуры ровных и гладких поверхностей с хорошей теплопроводностью.

Датчик температуры поверхности с термолентой— для быстрых измерений, в том числе на неровных поверхностях.

Погружные датчики— для измерений в жидкостях, порошках, воздухе и газах.

Датчики с жаропрочными измерительными наконечниками — для измерения экстремально высоких температур.

Датчик с проникающим наконечником — для измерения температуры вязких и пластичных сред.

Штыковой датчик— для измерения в стопках бумаги, картона и текстиля.

Преобразователь с открытым чувствительным элементом— для измерения температуры воздуха и газов.

Если Вы не нашли в данном каталоге датчика, подходящего для Вашей измерительной задачи, мы можем изготовить его согласно Вашим спецификациям (необходимы технический чертёж или подробная спецификация)!

Информация для заказа

Датчики ALMEMO® доступны в различных вариантах исполнения.

Обозначение типов датчиков:

„P“ = датчик температуры Pt100Ω
„N“ = датчик температуры с NTC-элементом
„T“ = датчик температуры с NiCr-Ni-элементом

Все датчики температуры с коннектором ALMEMO® имеют «A» в артикуле.

Используйте уже имеющиеся у Вас датчики!

Запатентованная технология интеллектуальных разъемов (коннекторов) делает систему ALMEMO® крайне гибкой измерительной системой. Вместо датчиков ALMEMO® Вы можете использовать Ваши собственные, уже имеющиеся датчики, вместе с любым измерительным прибором ALMEMO®.

  • Мы можем предоставить вам запрограммированные коннекторы ALMEMO® с соответствующими параметрами и измерительными диапазонами, соответствующими характеристикам Ваших датчиков.
  • Вы можете корректировать ошибки датчиков. Это означает, что даже самые простые датчики станут высокоточными.
  • Для перечисления всех комбинаций и вариантов применения системы ALMEMO® не хватит объёма данного данной страницы. Специальное программирование, расширение диапазонов и линеаризация датчиков сторонних производителей всегда возможна с помощью устройств ALMEMO®.
  • Цена для различных комбинаций датчиков и системы ALMEMO® зависит от объёма работ и количества требуемых приборов.

Поделиться:

Также по теме:

  • schicht-e2

    Теплопередача строительной конструкции зависит от теплопроводности используемого материала, от толщины слоёв и геометрических характеристик конструкции (напр., плоская стена, цилиндрическая стенка трубы и т.д.)...

    Измерения теплового потока

  • 04

    Для измерения давления в жидких и газообразных средах, в зависимости от задачи и характеристик среды измерения (вязкость, наличие примесей, макс. рабочее давление), широко применяются следующие типы датчиков...

    Основы измерения давления

  • c9ce9181d95dff9a0a8628dfbb4e4d01

    Неудовлетворительное качество воздуха в закрытых помещениях с постоянным присутствием людей (например в офисах) может легко стать причиной усталости, упадка сил, снижения концентрации и даже привести к заболеваниям...

    Основы измерения концентрации газов в воздухе