Сопротивление температурного датчика: Датчик температуры охлаждающей жидкости: неисправности, проверка, замена

Как проверить датчик температуры охлаждающей жидкости мультиметром

На чтение 10 мин. Опубликовано

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) по сути является терморезистором или термосопротивлением. В зависимости от температуры среды в которую он погружен, сопротивление в цепи изменяется в большую или меньшую сторону. Процесс проверки датчика температур охлаждающей жидкости довольно прост, сделать это можно несколькими способами. Однако следует разбираться в основных аспектах его работы, а для выявления дефекта знать распространенные причины и признаки поломок. Чаще для проверки применяется мультиметр. Ниже мы приведем наиболее популярные варианты диагностирования датчика.

Принцип работы датчика

Вкратце рассмотрим как работает терморезисторный датчик, это поможет правильно провести его диагностику.

Датчик состоит из двух выводных контактов и измеряющей головки в которой располагается термистор. Контакты подключаются посредством проводов к электронному блоку управления (ЭБУ). Головка погружается в измеряемую жидкость. Так как ДТОЖ имеет отрицательный температурный коэффициент, с повышением температуры ОЖ падает показатель сопротивления на термисторе, а при понижении температуры сопротивление увеличивается. Информацию считывает блок управления и основываясь на ней дает определенную команду, а термостат открывает или закрывает поток антифриза через радиатор.

Исходя из показаний датчика температуры антифриза ЭБУ во время пуска двигателя выставляет нужное количество шагов регулятора холостого хода (РХХ), угол опережения зажигания и время впрыска форсунок, чем корректирует подачу горючего. На датчик подается постоянное напряжение 5 В с ЭБУ через резистор имеющий постоянное значение сопротивления, который расположен в управляющем контроллере. То есть управляющий блок реагирует на изменение напряжения на датчике.

Основные признаки и характеристика неисправностей ДТОЖ

О выходе из строя датчика температуры ОЖ, можно судить по нескольким признакам. Однако стоит понимать, что названые ниже типичные проявления могут быть причиной и иных дефектов двигателя автомобиля. Следовательно для уверенности нужно провести дополнительную проверку.

Основные признаки указывающие на неисправность датчика:

  • На приборной панели загорелась лампа Check Engine. Если Вы увидели этот значок, отсканируйте код ошибки, он может указывать и на другие неисправности.
  • Увеличился расход топлива. Вследствие того, что электронный блок получает неверные данные с датчика, он не может правильно их считать и определить требуемую команду. А именно, сколько необходимо горючего для образования топливной смеси и поддержки оптимальной температуры мотора.
  • Неустойчивая работа двигателя. Сюда относятся сбои на холостых оборотах, трудности при запуске мотора (чаще в зимние периоды) либо полная остановка на малых оборотах.
  • Авто глохнет при разогретом двигателе. Как только температура антифриза доходит до определенной отметки, мотор самопроизвольно останавливается. Независимо от того какая жидкость использовалась в системе (хороший антифриз или обычная вода).
  • Нестабильная работа вентилятора. Бывает несколько проявлений – иногда совсем не работает, а в других случаях не переключается на аварийный режим. Здесь важно дополнительно проверить термистор на исправность.
  • Машина плохо заводится когда двигатель холодный.

Чаще такие датчики изготавливают с неразборным корпусом, поэтому при дефектах их заменяют на новые. Это относится к автомобилям любых производителей и отечественных, и зарубежных.

Где найти датчик на машине

Для проверки датчика необходимо знать, где он находится. Естественно, его расположение будет отличаться в разных марках и моделях авто. Однако существует несколько признаков по которым можно определить где он установлен.

Чаще датчик температуры охлаждающей жидкости располагается на выпускном патрубке головки блока цилиндров. В его конструкции предусмотрена резьба, при помощи которой он монтируется в соответствующее место. Важным требованием является прямой контакт головки датчика непосредственно с охлаждающей жидкостью. Это обеспечивает наиболее точные показания датчика.

Также следует учитывать, что некоторые модели автомобилей имеют сразу два датчик температуры охлаждающей жидкости. В таких случаях первый снимает и передает показания температуры антифриза на выходе из двигателя, а второй – на выходе из радиатора. Это дает более точную информацию о состоянии двигатели и системы охлаждения.

Всю информацию о количестве и расположении датчиков можно найти в техпаспорте авто.

Причины неисправности датчик температуры охлаждающей жидкости

Конструкция датчика предельно проста, а соответственно и поломки его случаются очень редко. Наиболее частыми причинами бывает изношенность либо механическое повреждение. Например, появление коррозии может быть вызвано тем, что в системе охлаждения, вместо антифриза, использовалась обычная вода.

Самые распространенные причины выхода из строя ДТОЖ:

  • Поврежденный корпус. Выражается по-разному, но чаще это заметное подтекание ОЖ из резьбы датчика либо его корпуса. Также возможно повреждение самого терморезистора или его контактов, что ведет к выдаче им некорректного сигнала.
  • Окисленные контакты. Под воздействием высокой влажности или просто из-за старости датчика, на его контактах может появиться окисление, что мешает прохождению электрического тока через них (или значительно увеличивает сопротивление цепи).
  • Поврежденная группа контактов (фишки). Чаще вызвано механическим повреждением проводов у основания разъема.
  • Нарушенный контакт внутри датчик температуры охлаждающей жидкости. Может быть вызвано его старением, сильным ударом или под воздействием вибраций. Ведет к обрыву контактов. В таких случаях ремонт невозможен, так как датчики изготавливаются с запаянным корпусом, поэтому подлежит замене.
  • Повреждена изоляция провод. Относится к питающим проводникам идущих от ЭБУ к датчику. Возникает от механического воздействия, старости, из-за использования некачественных изоляционных материалов и т.п. Особенно важно для автомобилей эксплуатируемых в условиях высокой влажности окружающей среды.

Во многих случаях, чтобы восстановить нормальную работу датчика температуры, достаточно удалить с его корпуса, резьбы и контактов нежелательный налет, следы коррозии и возможного окисления. Если это не помогло его проще заменить на новый.

Стоимость датчика невысокая, а сложности в установке не возникнет даже у начинающего автолюбителя.

Проверка исправности ДТОЖ

Датчик температуры антифриза проверяется двумя основными способами: не снимая с автомобиля либо демонтируя с его посадочного места. Второй метод также разделен на два варианта диагностирования: с применением термометра и без него.

Если датчик не прикипел к резьбе, то его довольно просто снять рожковым ключом подходящим по размеру. Важно перед откручиванием отсоединить разъем контактов. Следующим шагом нужно проверить приходит ли питание от ЭБУ на датчик.

Сделать это довольно просто имея универсальный тестер (мультиметр):

  1. отсоедините разъем от датчика;
  2. переведите режим измерения мультиметра на «20 В постоянное напряжение»;
  3. присоедините щупы к контактам клемм приходящим от ЭБУ.

При нормальных условиях напряжение должно составлять 5 В. Ели это условие выдержано, тогда можно приступать к дальнейшей проверке датчика.

Если мультиметра у вас под рукой нет исправность ЭБУ и проводки до него можно проверить просто сняв разъем с датчик температуры охлаждающей жидкости во время работы двигателя, автоматически включится вентилятор радиатора. Это произойдет потому что блок управления увидит разрыв цепи и перейдет в аварийный режим. Если этого не произошло то либо неисправен ЭБУ либо вентилятор охлаждения.

Проверка не снимая с автомобиля

Самый удобный способ, ведь не нужно проводить демонтаж с последующим монтажом. Проверка выполняется при помощи тестера, путем замера показаний на контактах датчика.

Чтобы обеспечить доступ к контактам, потребуется отсоединить клеммник от датчика. При выполнении работ на горячем двигателе будьте осторожны, ведь можно не только обжечься самому, но и оплавить корпус или щупы мультиметра.

Затем тестер переводится в положение измерения сопротивления и присоединяется к выходным контактам датчика. Стоит заметить, что у холодного двигателя значение показаний будет высоким, у горячего – значительно ниже.

Для общего понимания какие значения выдает датчик при разных температурах, как пример, ниже приведены данные для ВАЗ-2110. Показания других легковых машин сильно отличаться не будут.

Показания датчика в зависимости от изменения температуры

Температура жидкости, °С Сопротивление проводника, Ом Температура жидкости, °С Сопротивление проводника, Ом
5 7 280 45 1 188
10 5 670 50 973
15 4 450 60 667
20 3 520 70 467
25 2 796 80 332
30 2 238 90 241
40 1 459 100 177

Стоит отметить, что датчик ломается крайне редко, чаще встречаются ситуации, когда он выдает неверную информацию. Поэтому следует сравнить показания температуры на приборной панели с данными полученными от датчик температуры охлаждающей жидкости в соответствии с таблицей. Если данные отличаются тогда есть смысл снимать датчик и проводить его дальнейшую диагностику.

Проверка ДТОЖ с термометром

Для такой диагностики, необходимо снять датчик с его посадочного места. Как упоминалось выше, сделать это можно при помощи соответствующего гаечного ключа. Заодно можно почистить сам датчик, с резьбы на патрубке удалить налет и смазать ее, осмотреть контакты на наличие окислений и при необходимости удалить.

Затем набрать воду в электрочайник или в другую емкость, но в таком случае придется воспользоваться кипятильником. Помимо этого для измерения нужно взять мультиметр и перевести его переключатель в положение измерения сопротивления проводника.

Головка датчика опускается в воду, а к его контактам присоединяются щупы тестера. Также в емкость с датчиком помещается и термометр, для удобства измерений желательно электронный, но можно и ртутный.

Затем постепенно повышая температуру жидкости сравнивать показания датчика и электронного термометра в соответствии с таблицей. Для большей точности фиксировать показания лучше через каждые 5 градусов. В итоге Вы получите данные которые можно занести в таблицу. Их впоследствии можно сравнить с информацией предоставленной в технической документации к конкретной модели авто. На крайний случай можно сравнить с таблицей приведенной выше.

При проведении проверки допускаются небольшие отклонения от значений. Небольшие погрешности могут зависеть от разных условий и от самого датчика. Часто даже у датчиков температуры охлаждающей жидкости одной модели есть незначительные различия в показаниях при одинаковых условиях измерения.

Проверка без термометра

Такой метод не сильно отличается от предыдущего, только здесь не применяется термометр и показания снимаются одни раз.

Для проверки датчика его следует погрузить в емкость с водой и довести ее до кипения. Затем присоединить к выходным контактам щупы мультиметра и посмотреть, что он покажет.

Если ДТОЖ полностью исправен, то его сопротивление должно быть 177 Ом. Однако следует учитывать погрешности. К тому же щупы мультиметра тоже имеют свое сопротивление, да и температура воды может быть чуть ниже 100 градусов, а соответственно и сопротивление будет чуть больше.

Как проверить ДТОЖ на примере ВАЗ 2110

В целом датчик температуры охлаждающей жидкости на разных ВАЗах проверяется теми же методами и в такой же последовательности, как описано в предыдущих разделах. Наиболее часто на «Ладах» 2110, 2112, «Приора», «Калина» и других установлены датчики с артикулом 23.3828 и 405213, либо его аналоги – 423.3828.

Чтобы провести проверку, необходимо знать какое у него сопротивление при разных температурах:

— 15 °С – от 4 033 до 4 838 Ом;

— 128 °С – от 76.7 до 85.1 Ом;

— напряжение на выходе при 15 °С – от 92.1 до 93.3 % от подаваемого с ЭБУ;

— напряжение на выходе при 128 °С – от 18.1 до 19.7 %.

Перед демонтажем ДТОЖ для последующей проверки или замены на новый из системы охлаждения, необходимо немного слить антифриз. Делается это на остывшем двигателе во избежание травмирования и повреждения деталей двигателя либо инструментов.

Откручивается датчик гаечным ключом на 19 мм. Для этого следует отвернуть его и снять вместе уплотнительным кольцом.

Измерения проводятся с шагом по 10 °С от точки кипения и до комнатной температуры. Значения сопротивления записываются, а по окончанию сверяются с таблицей.

Вывод

Датчик температуры охлаждающей жидкости довольно простое устройство и проверка его целостности не требует особых знаний и опыта. Для этого достаточно только наличие инструмента для его демонтажа и проверки, а именно гаечный ключ и мультиметр. Если датчик неисправен, его лучше сразу заменить, ремонт не стоит потраченного времени.

Что такое датчик температуры NTC?

Аббревиатура NTC расшифровывается как Negative Temperature Coefficient, что в переводе на русский язык означает отрицательный температурный коэффициент. При повышении температуры датчика его сопротивление уменьшается, а при понижении температуры сопротивление возрастает.

Датчик температуры также может называться термистором, терморезистором, термическим резистором, термометром сопротивления.

Вынесенный датчик измерения температуры

Как правило, датчик температуры NTC является полупроводниковым. Это связано с тем, что для полупроводников без примесей температурный коэффициент сопротивления отрицателен.

Датчики температуры для терморегуляторов, представленных в нашем магазине, предназначены для контроля температуры окружающей среды (кабельная стяжка, поверхность нагревательных элементов и т.п.). При монтаже пленочного теплого пола, выносной датчик температуры закладывается в гофротрубу диаметром 16 мм непосредственно под одной из греющих полос ИК пленки в месте наименьшей теплоотдачи (например, под ковриком или мебелью на низких ножках).

Датчики не являются электронными приборами, поскольку не содержат систем предварительной обработки сигнала. В основе работы температурных датчиков NTC лежит нелинейная зависимость сопротивления терморезистора датчика от температуры среды, в которую он помещен. В соответствии с этим меняется напряжение на входе компаратора терморегулятора. Настройка компаратора соответствует температурной характеристике комплектного датчика.

Соотношение температуры и сопротивления датчика пола на 10 кОм:

Температура, °С Сопротивление, Ом
5 22070
10 17960
20 12091
30 8312
40 5827

Достаточно большая крутизна характеристики датчиков и достаточно малые отклонения реальной характеристики отдельного датчика от номинальной обеспечивают приемлемую чувствительность и позволяют выбрать небольшой гистерезис при поддержании заданной температуры.


Сопротивление датчика температуры | Датчики температуры

Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости

Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости:

Проверяем разъем датчика и убеждаемся, что он не подвергся коррозии и не поврежден.

Убеждаемся, что штырьки в разъеме входят до конца в соответствующие гнезда и контакт хороший. Чаще всего плохой контакт вследствие коррозии становится причиной отказа датчика.

Отгибаем резиновое уплотнение на разъеме датчика .

Отрицательный провод от вольтметра подключаем на корпус двигателя.

Находим вывод «земли».

Положительный провод от вольтметра подключаем к «земле».

Ждем, пока двигатель остынет, чтобы не обжечься при проверке. Включаем зажигание. В зависимости от температуры вольтметр должен показывать 2-3 В.

Приводим таблицу зависимости напряжения и сопротивления от температуры.

Убеждаемся, что при изменении температуры меняется напряжение.

Двигатель запускаем и прогреваем до рабочей температуры. Напряжение при этом должно падать в соответствии с таблицей.

Как правило, если датчик неисправен, то напряжение не будет совпадать с табличными значениями. При неисправном датчике, запуская двигатель, контроллер подает обогащенную смесь для горячего.

Если напряжение на датчике 0 или 5В (цепь питания разомкнута), проводим следующие проверки:

1 Напряжение равно 0 В:

  • Смотрим, чтобы вывод датчика не был замкнут на корпус.
  • Проверяем провод сигнала между датчиком и блоком управления.
  • Если провод целый, а сигнала с блока нет, то проверяем все напряжения питания и заземления самого блока управления. Если все в порядке, то блок неисправен.

2 Напряжение равно 5 В:

  • Проверяем контакт вывода сигнала в разъеме с самими датчиком.
  • Проверяем цепь датчика.
  • Проверяем заземление датчика.

Если напряжение питания равно напряжению на датчике, то необходимо устранить короткое замыкание провода датчика и положительного провода аккумуляторной батареи.

Измерение сопротивления

Без снятия датчика:

Проводим измерение при различных температурах и сравниваем результаты с приведенной выше таблицей. Если сопротивление датчика соответствует комнатной температуре, то температура охлаждающей жидкости должна при этом быть равной 20± 5 град. При измерении температуры двигателя снаружи учитывайте, что температура жидкости может быть выше, чем на поверхности.

Датчик температуры воздуха с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления

Большинство датчиков температуры воздуха, используемых в автомобилях, принадлежат к типу с отрицательным температурным коэффициентом. Датчик с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления является термистором, в котором сопротивление уменьшается с ростом температуры. Датчик с положительным температурным коэффициентом сопротивления является термистором, в котором сопротивление увеличивается с ростом температуры.

Датчик температуры воздуха может располагаться во впускном канале расходомера воздуха или во впускном коллекторе. Если датчик расположен в расходомере воздуха, то он участвует в общем заземлении. Оба типа датчиков являются примерами двухпроводных датчиков и процедуры проверок подобны.

Подсоедините отрицательный провод вольтметра к заземлению двигателя.

Определите контакты для сигнала и заземления. Подсоедините положительный провод вольтметра к проводу, соединенному с контактом для сигнала на датчике (датчик расположен в блоке воздушного фильтра).

Включите зажигание (не запуская двигатель). В зависимости от температуры воздуха должно быть получено напряжение от 2 до 3 В.

Напряжение сигнала будет изменяться в соответствии с температурой воздуха во впускном тракте датчика или во впускном коллекторе. Когда температура воздуха в моторном отсеке или во впускном коллекторе возрастает, то напряжение сигнала, подходящего к электронному модулю управления уменьшается. Когда двигатель холодный, температура воздуха соответствует окружающей температуре. После запуска двигателя температура воздуха в моторном отсеке и во впускном коллекторе возрастает. Температура воздуха во впускном коллекторе возрастает примерно до 70°-80°, что намного превышает температуру воздуха в моторном отсеке.

При необходимости проведения проверок при различных температурах, датчик температуры воздуха можно нагреть с помощью бытового фена или охладить с помощью аэрозольного охладителя. Когда датчик нагревается или охлаждается, то температура изменяется, а вместе с ней сопротивление и напряжение.

  • Проверьте, что напряжение расходомера воздуха соответствует его температуре. При этом потребуется термометр.
  • Заведите двигатель и прогрейте его до нормальной рабочей температуры. Когда двигатель прогревается, то напряжение должно уменьшаться в соответствии с таблицей.
  • Проделайте следующие проверки и проверьте, не равно пи напряжение сигнала датчика температуры воздуха 0 В). Это говорит о разрыве цепи или коротком замыкании на заземление или 5В (цепь датчика имеет разрыв).

Таблица напряжения и сопротивления датчика температуры воздуха (типичные значения для датчика температуры воздуха с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления)

Сопротивление датчиков

Опрос: О теме. (377 пользователей проголосовало)

Как думаете, нужная тема?

    Да. (368 голосов [97.61%])

Процент голосов: 97.61%

Нет. (3 голосов [0.80%])

Bloody 04 Янв 2013

ПЕКАРЬ 27 Янв 2013

ilovemistakes 05 Фев 2013

drovolet 05 Фев 2013

Да его можно и в инете скачать. По расходомеру — на холостых 0,9 В между 2-й и 4-й ногами

Texas_Ranger 05 Фев 2013

aleshkoff 12 Фев 2013

Texas_Ranger 16 Фев 2013

polo58 23 Мар 2013

АлександR 30 Мар 2013

Demon 520 31 Мар 2013

Texas_Ranger 31 Мар 2013

drovolet 31 Мар 2013

chelios 02 Апр 2013

Доброго всем времени. Сегодня сделал диагностику, и в компе диагноста были програмки разные, в одной из них было как проверить дпдз через разъем что на мозги. Так вот там написано было что ДПДЗ идет на 44 и 73 пин. 44-й пин у меня пустой. Как так может быть? M50B20 Vanos MS40.0 Siemens 93 год.

Texas_Ranger 02 Апр 2013

Доброго всем времени. Сегодня сделал диагностику, и в компе диагноста были програмки разные, в одной из них было как проверить дпдз через разъем что на мозги. Так вот там написано было что ДПДЗ идет на 44 и 73 пин. 44-й пин у меня пустой. Как так может быть?

Если интересует, куда подключается ДПДЗ, вот схема — http://download.golg. 0.10/index.html. рисунок 1210.10-01. если трудности с картинками, ДПДЗ подключается к ногам 72, 76 и 77.

M50B20 Vanos MS40.0 Siemens 93 год.

Датчик температуры: контроль температурного режима двигателя

Датчик температуры: контроль температурного режима двигателя

В каждом автомобиле есть простой, но важный датчик, помогающий контролировать работу двигателя — датчик температуры охлаждающей жидкости. О том, что такое датчик температуры, какую он имеет конструкцию, на каких принципах основана его работа, и какое место он занимает в автомобиле — читайте в статье.


Что такое датчик температуры

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — электронный датчик, предназначенный для измерения температуры охлаждающей жидкости (ОЖ) системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Данные, полученные с помощью датчика, используются для решения нескольких задач:

• Визуальный контроль температуры силового агрегата — данные с датчика выводятся на соответствующий прибор (термометр) на приборной панели в салоне автомобиля;
• Корректировка работы различных систем двигателя (питания, зажигания, охлаждения, рециркуляции отработанных газов и других) в соответствии с его текущим температурным режимом — информация с ДТОЖ подаются на электронный блок управления (ЭБУ), который вносит соответствующие корректировки.

Датчики температуры ОЖ используются во всех современных автомобилях, они имеют принципиально одинаковую конструкцию и принцип работы.


Типы и конструкция датчиков температуры

В современных транспортных средствах (а также и в различных электронных устройствах) используются датчики температуры, чувствительным элементом в которых выступает терморезистор (или термистор). Терморезистор (термистор) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого зависит от его температуры. Существуют термисторы с отрицательным и положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), у приборов с отрицательным ТКС сопротивление падает с ростом температуры, у приборов с положительным ТКС — напротив, повышается. Сегодня чаще всего применяются термисторы с отрицательным ТКС, как более удобные и дешевые.

Конструктивно все автомобильные ДТОЖ принципиально одинаковы. Основу конструкции составляет металлический корпус (баллон) из латуни, бронзы или иного коррозионностойкого металла. Корпус выполнен таким образом, что его часть контактирует с потоком охлаждающей жидкости — здесь располагается термистор, который дополнительно может прижиматься пружиной (для более надежного контакта с корпусом). В верхней части корпуса располагается контакт (или контакты) для включения датчика в соответствующую цепь электросистемы транспортного средства. На корпусе также нарезана резьба и выполнен шестигранник под ключ для монтажа датчика в систему охлаждения двигателя.

Датчики температуры отличаются способом подключения к ЭБУ:

• Со стандартным электрическим разъемом — на датчике выполнен пластиковый разъем (или колодка) с контактами;
• С винтовым контактом — на датчике выполнен один контакт с зажимным винтом;
• Со штыревым контактом — на датчике предусмотрен один контакт в виде штыря или лопатки.

Датчики второго и третьего вида имею только один контакт, в роли второго контакта выступает корпус датчика, соединенный с «массой» электросистемы автомобиля через двигатель. Такие датчики чаще всего используются на коммерческих и грузовых автомобилях, на специальной, сельскохозяйственной и иной технике.

Датчик температуры ОЖ монтируется в самой горячей точке системы охлаждения мотора — в выпускном патрубке головки блока цилиндров. На современных автомобилях часто устанавливается сразу два или даже три ДТОЖ, каждый из которых выполняет свою функцию:

• Датчик термометра (указателя температуры ОЖ) — наиболее простой, имеет невысокую точность, так как он помогает лишь визуально оценить температуру силового агрегата;
• Датчик ЭБУ на выходе из головки блока — наиболее ответственный и точный датчик (с погрешностью 1-2,5°C), позволяющий отслеживать изменения температуры в несколько градусов;
• Датчик на выходе из радиатора — вспомогательный датчик невысокой точности, обеспечивающий своевременное включение и отключение электрического вентилятора охлаждения радиатора.

Несколько датчиков дают больше информации о текущем температурном режиме силового агрегата и позволяют надежнее контролировать его работу.


Принцип работы и место датчика температуры в транспортном средстве

В общем случае принцип работы датчика температуры прост. На датчик подается постоянное напряжение (обычно 5 или 9 В), на термисторе в соответствии с законом Ома (за счет его сопротивления) напряжение падает. Изменение температуры влечет за собой изменение сопротивления термистора (при росте температуры — сопротивление снижается, при понижении температуры — повышается), а значит, и падение напряжения в цепи датчика. Измеряемая величина падения напряжения (а точнее — фактическое напряжение в цепи датчика) как раз и используется термометром или ЭБУ для определения текущей температуры двигателя.

Для визуального контроля температуры силового агрегата в цепь датчика подключается специальный электрический прибор — логометрический термометр. В приборе используется две или три электрических обмотки, между которыми расположен подвижный якорь со стрелкой. Одна или две обмотки создают постоянное магнитное поле, а одна обмотка включена в цепь датчика температуры, поэтому ее магнитное поле изменяется в зависимости от температуры ОЖ. В результате взаимодействия постоянных и переменных магнитных полей в обмотках заставляет якорь проворачиваться вокруг оси, что влечет за собой изменение положение стрелки термометра на его циферблате.

Для контроля функционирования мотора на различных режимах и управления его системами показания датчика подаются на электронный блок управления через соответствующий контроллер. Измерение температуры производится по величине падения напряжения в цепи датчика, для этого в памяти ЭБУ присутствуют таблицы соответствия величины напряжения в цепи датчика и температуры двигателя. На основе этих данных в ЭБУ запускаются различные алгоритмы работы основных систем двигателя.

На основе показаний ДТОЖ осуществляется корректировка работы системы зажигания (изменение угла опережения зажигания), питания (изменение состава топливно-воздушной смеси, ее обеднение или обогащение, управление дроссельным узлом), рециркуляции отработавших газов и других. Также ЭБУ в соответствие с температурой двигателя устанавливает частоту вращения коленвала и другие характеристики.

Датчик температуры на радиаторе охлаждения работает аналогичным образом, с его помощью осуществляется управление электровентилятором. На некоторых автомобилях этот датчик может работать в паре с основным для более точного управления различными системами двигателя.

Датчик температуры играет важную роль в любом транспортном средстве с ДВС, в случае поломки его необходимо как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечена нормальная работа силового агрегата на любых режимах.

Другие статьи

#Палец поршневой

Палец поршневой: прочная связь поршня и шатуна

02.02.2022 | Статьи о запасных частях

В любом поршневом двигателе внутреннего сгорания присутствует деталь, соединяющая поршень с верхней головкой шатуна — поршневой палец. Все о поршневых пальцах, их конструктивных особенностях и способах установки, а также о верном подборе и замене пальцев различных типов подробно рассказано в статье.

#Уплотнитель стекла

Уплотнитель стекла: прочная установка автомобильного стекла

17.11.2021 | Статьи о запасных частях

Для монтажа автомобильных стекол в кузовные элементы используются специальные детали, обеспечивающие уплотнение, фиксацию и демпфирование — уплотнители. Все об уплотнителях стекол, их типах, конструктивных особенностях и характеристиках, а также о подборе и замене этих элементов — читайте в статье.

#Переходник ключа карданный

Переходник ключа карданный: удобная работа под углом

10.11.2021 | Статьи о запасных частях

В практике авторемонта и при выполнении слесарно-монтажных работ возникает необходимость работы с резьбовым крепежом, имеющим неудобное положение или наклон. В этих ситуациях на помощь приходят карданные переходники для ключей — об этих приспособлениях, их конструкции и применении читайте в статье.

Обманули. Но неудачно!

Как Вы думаете, бортовому компьютеру, тому, что на автомобиле, бывает «больно»?
Наверное — «да». В том случае, когда его «переполюсуют».
И в «недоумении» он может быть. Когда вопреки всем «двигательным» законам его будут пытаться обмануть. О чем мы и постараемся рассказать в этой статье, которую начнем с фото:

                                                   

                                                                  фото 1                            фото 2                  

Человек, который занимается Диагностикой и ремонтом длительное время (Диагност), уже по приведенным фото может достаточно верно предположить о чем пойдет речь, потому что не раз, наверное, сам с этим сталкивался.
В таких случаях говорят: » начитался статей…деятель!». Что обращено к неведомому «специалисту», который при помощи нехитрого «действа» попытаться обмануть бортовой компьютер.
Ну, мы это «проходили» еще в девяностых годах и вынесли оттуда простое убеждение, что обманывать вот таким образом — не стоит.
В последнее время (на удивление, надо сказать), началась прямо-таки «повальная болезнь» с такими или подобными неисправностями, когда в первые минуты диагностики возникает некоторое недоумение…
Посудите сами: повышенные обороты ХХ, двигатель обороты набирает достаточно «вяло», в движении автомобиль «тупит», одним словом — «проблемы и еще раз проблемы». «Непонятки», как говорится в таких случаях. Что оказывается при инструментальной проверке:
 — инфракрасный термометр (фото 1) показал реальную температуру двигателя +95 градусов
— на дисплее сканера было отражено то, что «видит» боротовой компьютер —  +67 градусов.
Большие расхождения, не правда ли?
Ну, не верить «фирменному» термометру нельзя, тем более, что его показания были еще проверены другими способами. Какой можно сделать вывод?
Два выводы можно сделать:
 — неисправность бортового компьютера
 — «непонятка»…
Ну, «грешить» на компьютер самое последнее дело, потому что из практики можно сказать, что он выходит из строя крайне редко, все-таки японская техника вещь надежная.
Тогда — берем в руки это слово «непонятки» и начинаем его рассматривать, вертеть из стороны в сторону, пробовать «на нюх, на цвет, на запах». Но только — «инструментально», что возникает после каких-то теоретических предположений.
Таким образом и «вышли» на «прибамбах», который приведен на фото 2. Это обыкновенное сопротивлениеноминалом:

                                            

                                                             фото 3                                               фото 4

   350 Ом, что и показала проверка как и при помощи «обыкновенного» мультиметра, так и при помощи «самого большого мультиметра» под названием » мотортестер SUN» (фото 3, Диагност Андрей проводит  окончательное измерение сопротивления).
Если попытаться восстановить хронологию  такого «ремонта» и то, что ему предшествовало, можно  предположить, что в какой-то момент владелец автомобиля почувствовал, что его «ласточка» ведет себя  «как-то не так». Ну нет приемистости, как ранее, на холостом ходу руки, лежащие на рулевом колесе явственно ощущают сильную дрожь и даже толчки и тогда было решено: «В мастерскую!».
Можно сказать определенно, и сказать как в «плюс», так и в «минус»: 
 —  человек, который занимался «ремонтом» этого автомобиля  — не Диагност и не имеет более-менее Глубоких познаний в теории, не представляет, не может спрогнозировать все то, что может последовать за таким вот «бесцеремонным» вмешательством в ЭСУД («Электронная система управления двигателем»,- общепринятое выражение, которым пользуются начиная от написания диссертаций по теории происходящих процессов в двигателе и заканчивая в разговорах между Диагностами). Это в «минус», как вы понимаете.
А в «плюс» можно сказать обратное : 
 — человек имеет Глубокие познания, он — Диагност, ну просто «приперло» Клиента сделать «срочно, быстро и шоб не дрожала». Вот он и сделал, прекрасно представляя все последствия, а величину сопротивления подобрал не просто так, а — выверенно, что бы бортовой компьютер «видел» температуру ДО +70 градусов Цельсия. 
У бортового компьютера,  после того, как в цепь датчика температуры охлаждающей жидкости впаяли резистор на 350 Ом, у него, говоря по-простому, «начали плавиться мозги», потому что та информация, которую он стал получать от температурного датчика, ну  никак «не вписывалась» в тот алгоритм работы, который ему «прописали» еще на заводе-изготовителе. 
   «Такого не может быть, потому что не может быть никогда!».
Не может быть — в Европе или в какой-то  другой Цивилизованной стране, но только не в России, где «действие»  в большинстве случаев  всегда опережает  «мысль» и это применимо и к авторемонту.
   В девяностых годах, когда далеко не каждый автосервис мог похвастаться наличием сканера или мотортестера, а программа Mitchell выдавалась за «откровение Господне», когда вся инструментальная диагностика основывалась, в основном, на осцилографе и «цэхе», а диагностику и ремонт приходилось проводить «в темной комнате и наощупь»,- тогда и началось настоящее «поветрие» по попыткам «обмана» бортового компьютера. И все начиналось именно с температурного датчика двигателя, MAP-sensor, а чуть позже уже стали «лепить» свои самодельные микросборки прямо на плату бортового компьютера.
Да, именно датчик температуры является одним из основных датчиков, по которому бортовой компьютер рассчитывает необходимое количество топлива, которое должно подаваться в цилиндры при определенной температуре. Но если на «пожилых» автомобилях, которые еще только начинали «учиться» нормам токсичности и имели всего десяток или чуть более кодов неисправностей и там можно было попытаться «корректировать» некоторые настройки в работе двигателя, то на современных автомобилях этот «номер» уже практически не проходит, потому что логическая взаимосвязь алгоритма работы датчиков и сенсоров стала более тонкой и попытаться «просунуть» в этот алгоритм даже маленький резистор стало практически невозможно без каких-то серьезных последствий для стабильной работы всей ЭСУД.
Случайно или нет, но тот человек, который «влепил» в цепь температурного датчика добавочное сопротивление на 350 Ом, «попал в точку», потому что при таком резисторе бортовой компьютер «видел» температуру двигателя +67 градусов по Цельсию. Еще бы  три градуса и ничего, скорее всего, не получилось бы, так как при +70 градусах в работе «по воздуху» участвует только шестиконтактный клапан ХХ (ICV), расположенный в районе дроссельной заслонки, а он вряд ли смог компенсировать тот «букет» неисправностей, из-за которых на ХХ двигатель «колбасило». До +70 градусов открыт дополнительный воздушный клапан работающий в режиме широтно-импульсной модуляции (см.статьи «Step-регулировка»).
Таким образом, то дополнительное топливо, которое «получал» двигатель при таком добавочном резисторе хорошо компенсировалось дополнительным воздухом от этих двух клапанов и двигатель работал вполне устойчиво, но только — на повышенных оборотах.
      Такой ремонт можно назвать как «Загнать болезнь вовнутрь», потому что истинная причина не определена и не устранена.
В чем была причина?
Банальная. Стандартный «букет» неисправностей из трех составляющих: свечи зажигания, высоковольтные провода, форсунки…
Кроме того, установка такого вот «добавочного» сопротивления может быть вызвана еще и желанием компенсировать механический износ топливного насоса высокого давления. Цепочка тут простая: резистор — повышение оборотов — увеличение производительности ТНВД (за счет оборотов).
Примечание: Косвенно проверить наличие дополнительного сопротивления в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя (THW) можно при помощи сравнения напряжений THW и THA (датчик температуры воздуха во впускном коллекторе) на выводе бортового компьютера при включенном зажигании по следующей таблице (GDI 4G93):

                                                  

  До температуры +20 градусов напряжения совпадают, потом, при повышении температуры. различия есть, но они не очень большие. Во всяком случае, если в цепи THW будет стоять дополнительный резистор на 350 Ом (например), то величины напряжений будут разниться очень сильно.

Как выбрать датчик температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры охлаждающей жидкости (сокращенно ДТОЖ) – очень важный элемент, отвечающий за температурой ОЖ системы охлаждения. Суть его работы сводится к тому, чтобы давать сигнал на блок управления мотором, который регулирует состав топливной смеси, а также частоты вращения коленчатого вала, равно как и угол опережения зажигания. Без этого датчика не может идти речи о правильном функционировании охлаждающей системы. Хоть само устройство довольно простое и не требует дорогостоящего обслуживания, оно изредка выходит из строя. Неисправности датчика не вполне очевидны, так как они совпадают с таковыми у некоторых смежных узлов. Попытаемся же разобраться с тем, как устроен ДТОЖ, как его проверять и на что обращать внимание при покупке.

Как это устроено

Датчик температуры антифриза – естественная эволюция автомобильного термореле. В не получивших распространения системах K-Jetronic, в которой впрыск был распределенным, термореле работало так контакт открылся – начался быстрый прогрев мотора, а если контакт закрылся – мотор продолжил функционировать при рабочей температуре.

Сегодня же основой подобного рода датчиков является полупроводниковый термистор, т.е. резистор, который имеет нелинейно зависящее от температуры сопротивление. Решение более чем простое и надежное – в зависимости от сопротивления можно следить за температурой антифриза в режиме реально времени, непрерывно. Термисторы изготавливаются из кобальта или никеля. Материалы обладают одним очень важным свойством. Как только их температура возрастает, увеличивается также количество свободных электронов, что означает уменьшение сопротивления.

Различают 2 типа термисторов в зависимости от температурного коэффициента:

  • С отрицательным коэффициентом. Когда двигатель холодный, максимальным является сопротивление. Как только на датчик подают напряжение в 5 Вольт, причем по мере работы и изменении сопротивления эта величина будет уменьшаться. При этом блок управления мотором регистрирует падение напряжения, тем самым определяя температуру залитой в систему ОЖ;
  • С положительным коэффициентом. Работает датчик так же, но по мере роста температуры растет и сопротивление. Такими термисторами оборудованы автомобили марки Renault.

Большая часть автомобиль имеют датчики отрицательного коэффициента. Однако, отметим, что принципиальных различий между 2 типами нет. Если деталь изготовлена в соответствии со всеми стандартами, она всегда будет давать реальную информацию о температуре ОЖ. А когда датчик исправен, управляющая система может сделать следующее:

  • Отрегулировать угол зажигания, выставив тем самым запаздывание или опережение зажигания. Если все выставлено правильно, автомобиль потребляет наименьшее количество горючего;
  • Контролировать параметры топливно-воздушной смеси. В частности если датчик неисправен, блок управления останется без обратной связи и не сможет проконтролировать холостой ход;
  • Обогатить бензин, если автомобиль оснащен системой впрыска. В качестве примера на холодном мотора форсункам передается более продолжительный импульс, что позволяет оптимизировать холостой ход и исключить колебания. По этой причине прогрев мотора не сопровождается тряской, лязгом и прочим. Обратный случай: на уже разогретом моторе смесь обедняется, что позволяет улучшить выхлоп, равно как и уменьшить расход.

Кроме того, у датчика много вторичных функций. Он помогает контролировать вращения коленвала, повышает обороты, когда мотор работает на холостом ходу, улучшает работу АКПП с гидротрансформатором.

Где располагается

Как правило, ДТОЖ можно найти в выпускном патрубке ГБЦ, но иногда он ставится прямо на корпусе автомобильного термостата. Устройство имеет специальное посадочное место с резьбой, куда и вкручивается. Сам термистор, как и подобает сердцу детали, находится внутри специального корпуса. Материал корпуса обладает высокой теплопроводностью. Обычно на автоконцернах ставят только один датчик. Но бывают и исключения.

Устанавливают сразу два датчика температуры ОЖ тогда, когда нужно зафиксировать температуру жидкости сразу на выходе жидкости из мотора (это делает первый датчик), а также из радиатора (делает второй датчик). Сами устройства в любом случае располагаются так, что их наконечники контактировали с залитым антифризом. Если последнего в системе недостаточно, датчики не дадут реальной информации о температуре.

Что укажет на неисправность

Неисправный ДТОЖ оказывает эффект на работу двигателя в целом. По этой причине очень важно определиться с тем, имеются ли проблемы именно с ним. Попутно вам наверняка придется проверить также, к примеру, термостат. Вот основные признаки неисправности:

  1. Повысился расход топлива;
  2. Как только двигатель достигает максимальной температуры, он глохнет;
  3. В холодную погоду затруднился пуск двигателя;
  4. На холодном двигателя автомобиль имеет грязный выхлоп;
  5. При высоких температурах не включается вентилятор.

В самых современных автомобилях информация о неисправности выводится на дисплей. Как показывает практика, полная замена датчика в случае одной из пяти вышеуказанных проблем (а то и всех сразу) не потребуется. Нужно обратить внимание на утечку антифриза, на состояние проводки и контактов. Как только все приводится в порядок, датчик начинает функционировать в штатном режиме. По этой причине в случае неполадок важно проводить визуальный осмотр. Разобрав датчик, можно увидеть следы коррозии и иногда нарушение геометрии. Однако, такая проверка не всегда дает полную картину ситуации.

Учимся проверять датчик

Что очень хорошо, современные датчики предусматривают возможность осуществлять проверку практически в домашних условиях. Автомобилисту важно лишь иметь под рукой мультиметр для измерения напряжений (хотя для первичной оценки этот показатель знать не обязательно) и сопротивлений, а также любой прибор для измерения температуры. Также вам понадобится ключ на 19, электрический чайник и емкость, в которую нужно будет слить охлаждающую жидкость. Очевидно, последняя сливается. Достаточно сливать жидкость вплоть до уровня, который будет чуть ниже положения устройства. Далее нужно отсоединить проводку и ключом на 19 вывернуть датчик.

Если на автомобиле стоит датчик, температурный коэффициент которого отрицательный, то по мере роста температуры напряжение будет падать. Изначально оно равно 4,00-4,50 Вольтам. Вы можете спросить почему напряжение меньше опорного Датчик попросту шунтирует это напряжение, из-за чего мультиметр показывает те самые 4,00-4,50 Вольта. Как только температура возрастает на 10 °С, напряжение будет падать не более чем на 0,5 Вольт. Если у вас нет под рукой термометра, можете довести температуру воды в электрочайнике до 95-97 °С и измерить сопротивление – если оно примерно равно 177 Ом, с датчиком все в порядке.

Если коэффициент положительный, ситуация будет другой. Уже при 20 °С сопротивление вырастет максимум до 297 Ом, а напряжение на термисторе будет равно 0,6-0,8 Вольт. А, скажем, при 80 °С это будет 383-397 Ом и 1,0-1,2 Вольта соответственно.

Впрочем, более точные значения даны в таблицах зависимостей температур от показаний омметра. Их предоставляют сами производители ДТОЖ. Также руководства изложены в руководствах от автоконцернов. Советуем изучить их, если вы хотите эксплуатировать свой автомобиль максимально долго и продуктивно.

Обратите внимание также на то, что электрическая цепь разорваться или замкнуться на «землю». И то, и то указывает на неисправности проводящих элементов. В таких случаях датчик проще заменить, так как к ремонтопригодным деталям он не относится.

К чему может привести неисправность ДТОЖ

Поскольку в большинстве автомобиль стоят датчики с отрицательным температурным коэффициентом, поговорим именно о них. Наиболее частой их проблемой является несоответствие температур, которых достигает корпус, сопротивлению. Обычно оно очень быстро увеличивается только в небольшом диапазоне температур, а в нескольких — реже. В блоке управления уже зафиксированы нормальные температуры ОХ. Если рассчитанные блоком параметры температур «перескочат» с одного уровня на другой (на более низкий), в двигатель будет подаваться переобогащенная топливно-воздушная смесь. С некоторой вероятностью двигатель заглохнет.

Особенно страдают от проблемных датчиков температуры ОЖ те системы, которые не оборудованы расходомером. В них чаще требуется чистка или полная замена свечи зажигания. Отрицательное влияние автомобиль будет оказывать на окружающую среду, так как выхлоп будет очень грязным на непрогретом двигателе, и с высокой вероятностью не будет соответствовать стандарту даже при более высоких температурах.

Совет автомобилистам

Предметом статьи является достаточно тонкое устройство. И автолюбителям стоит понимать, что оно реагирует на работу смежных узлов, на особенности привода, на внешние условия и особенности охлаждающих жидкостей. Специалисты рекомендуют раскошелиться сразу на несколько антифризов, которые вы будете заливать в зависимости от времени года. Хоть это и дорого, но серьезно продлевает жизнь автомобиля.

Обращайте внимание на материал шайбы. Если это медь, то весь датчик можно устанавливать без предварительных манипуляций. А вот если производитель использовал другой материал, то резьбу обязательно нужно смазать герметиком.

Как выбрать новый датчик температуры антифриза

Правильнее всего будет искать запчасть по VIN-коду. Так вы найдете именно то, что будет исправно работать в тандеме со всей охлаждающей системой и электроникой автомобиля. Малейшие различия в характеристиках старой и новой детали чреваты – двигатель будет сильно греться, повысится расход топлива. Советуем искать по коду транспорта оригинальную запчасть. Она стоит своих денег, так как служить будет очень долго.

Другим вариантом будет поиск по техническим данным транспорта. Вам нужно будет указать марку, кузов, производителя, параметры мотора и года выпуска. В поисках вам помогут менеджеры магазинов или электронные каталоги, в которых запчасти уже отсортированы по указанным параметрам.

После покупки датчика стоит все же проверить его указанным выше методом. Достаточно взять электрочайник, вскипятить в нем воду и проверить датчик омметром. Если при столь высокой температуре датчик покажет себя хорошо, его можно будет смело ставить на автомобиль.

Экскурс по брендам

При подборе аналогов советуем обратить внимание на продукцию вот таких фирм FAE (Испания), Blue Print (Великобритания), EPS (Италия). Отличные запчасти поставляет Nipparts (Нидерланды), среди которых можно найти ДТОЖ практически для всех азиатских автомобилей.

Также неплохие аналоги по доступной цене предлагают Fenox (Беларусь), Era (Италия). Качество датчиков очень высоко, хотя и серьезно уступает OEM-комплектующим. Если ваши финансы сильно ограничены, имеет смысл брать датчик белорусской фирмы.

Не советуем брать аналоги малоизвестных фирм. Поскольку датчик представляет собой пусть и простое, но все же электрическое устройство, низкое качество его исполнения наихудшим образом скажется на работе двигателя. Всякая экономия здесь оказывается сомнительной. Лучше всего переплатить, но взять оригинал – в долгосрочной перспективе он будет работать лучше всякого аналога.

Вывод

Многие автолюбители, узнав о проблемах с системой охлаждения, начинают искать проблему в радиаторе и термостате. Однако, далеко не всегда неполадки могут быть связаны именно с ними. Компактный ДТОЖ также может поломаться, хоть и представляет собой очень надежную деталь. Новая запчасть не стоит больших денег, особенно если учесть, что на выбор сегодня есть аналоги от десятков производителей. Выше мы указали на самых лучших. Впрочем, это не отменяет того, что дольше всего отъездит оригинальная запчасть.

Не советуем медлить с заменой неисправного датчика. Как и всякая деталь системы охлаждения, он должен исправно функционировать, иначе вам не избежать трат на ремонт двигателя. Но до этого доходит редко. Вы сразу заметите чад из выхлопной трубы, проблему с пуском двигателя и его дальнейшей эксплуатацией. Обратитесь к специалистам на СТО. Возможно, полная замена датчика вам и не понадобится.

Opel Astra | Датчик температуры охлаждающей жидкости

6.5.1. Датчик температуры охлаждающей жидкости

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Температурная характеристика сопротивления датчика

При возрастании температуры (подогреве двигателя) сопротивление датчика уменьшается.

Датчик температуры охлаждающей жидкости представляет собой термистор (резистор, величина напряжения на котором зависит от температуры). По мере уменьшения температуры датчика его сопротивление возрастает. По мере увеличения температуры датчика его сопротивление уменьшается (см. рис. Температурная характеристика сопротивления датчика). Об отказе этого датчика сигнализирует код 22. Данный код указывает на повреждение цепи датчика, поэтому чаще всего для устранения неисправности надо отремонтировать разъем или проводку, либо заменить датчик.

Проверка

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
1. Для проверки датчика отсоедините разъем (указан стрелкой) и измерьте сопротивление датчика. На холодном двигателе (при 20° С), сопротивление должно быть от 2 до 3 кОм. Запустите двигатель и прогрейте его до рабочей температуры (82° С) – сопротивление датчика должно быть от 200 до 400 Ом.

Предупреждение

При необходимости снимите датчик и поместите его в сосуд с нагретой водой. Измерьте сопротивление и сравните со значениями на характеристике.


2. Если значения сопротивления датчика температуры охлаждающей в пределах нормы, то проверьте цепь. Для этого поверните ключ зажигания в положение ON (двигатель не работает) и проверьте напряжение, которое должно быть около 5,0 вольт.

Замена

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
1. Для того чтобы снять датчик, отожмите защелки, отсоедините разъем и аккуратно выверните датчик.

Предупреждение

Будьте осторожны при обращении с датчиком охлаждающей жидкости. Повреждение датчика повлияет на работу всей системы впрыска топлива.


2. Перед установкой нового датчика оберните контакты тефлоновой лентой для предотвращения утечки и коррозии.
3. Установка осуществляется в обратном порядке.
Датчики температуры RTD

– основы

Датчик температуры RTD является распространенным устройством для измерения температуры в широком диапазоне промышленных применений. В этой статье мы рассмотрим, как они работают, наиболее распространенные типы, их преимущества и недостатки.

 

Аббревиатура «RTD» означает «Датчик температуры сопротивления».Обычно термометры сопротивления содержат платиновые, никелевые или медные провода, так как эти материалы имеют положительный температурный коэффициент. Это означает, что повышение температуры приводит к увеличению сопротивления — это изменение сопротивления затем используется для обнаружения и измерения изменений температуры.

 

Платиновые термометры сопротивления

Platinum RTD являются наиболее распространенным типом RTD, используемым в промышленных приложениях. Это связано с тем, что платина обладает отличной коррозионной стойкостью, отличной долговременной стабильностью и может работать в широком диапазоне температур (-200…+850°C).

 

Никелевые термометры сопротивления
Никелевые термометры сопротивления

дешевле платиновых и обладают хорошей коррозионной стойкостью. Однако никель со временем стареет быстрее и теряет точность при более высоких температурах. Никель ограничен диапазоном измерения -80…+260°C.

 

Датчики температуры с медным сопротивлением
Медные термометры сопротивления

обладают наилучшей устойчивостью к температурной линейности среди трех типов термосопротивлений, а медь является дешевым материалом.Однако медь окисляется при более высоких температурах. Медь ограничена диапазоном измерения -200…+260°C.

 

 

 

 

Как устроены RTD

Конструкция термометра сопротивления

выполняется одним из трех способов: RTD с проволочной обмоткой, RTD со спиральным элементом и тонкопленочные RTD.

 

 

RTD с проволочной обмоткой

 

 

В RTD с проволочной намоткой провод сопротивления намотан вокруг непроводящего сердечника, который обычно изготавливается из керамики.Изготовитель датчика тщательно подрезает длину провода сопротивления для достижения указанного сопротивления при 0°C. Это называется сопротивлением «R 0 ». Например. сопротивление R 0 Pt100 = 100 Ом.

 

Затем к резистивному проводу прикрепляются подводящие провода, а затем на них наносится стеклянное или керамическое покрытие для защиты. При повышении температуры длина провода сопротивления немного увеличивается. При проектировании необходимо соблюдать осторожность, чтобы провод сопротивления не скручивался и не деформировался каким-либо иным образом при повышении температуры.Это связано с тем, что механическое напряжение вызывает изменение сопротивления провода.

 

Термометры сопротивления лабораторного класса, используемые калибровочными лабораториями и лабораториями стандартов, устраняют этот источник ошибок за счет неплотной намотки провода сопротивления вокруг непроводящей несущей конструкции. Этот тип RTD может быть очень точным, но он хрупкий и не подходит для большинства промышленных применений.

 

 

Спиральный элемент RTD

 

 

В спиральном элементе RTD проволока сопротивления свернута в небольшие катушки, которые свободно помещаются в керамическую форму, которая затем заполняется непроводящим порошком.Провод сопротивления может свободно расширяться и сжиматься при изменении температуры, сводя к минимуму ошибку, вызванную механическим напряжением. Порошок увеличивает скорость передачи тепла в змеевики, тем самым улучшая время отклика. RTD со спиральным элементом обычно защищены металлической оболочкой при формировании датчиков температуры RTD.

 

 

Тонкопленочный RTD

 

 

Тонкопленочные термосопротивления производятся серийно и стоят меньше, чем другие типы термосопротивлений.Они меньше по размеру и имеют более быстрое время отклика, чем другие, что желательно во многих приложениях. Они изготавливаются путем нанесения тонкой дорожки из платины на керамическую основу.

 

Производитель регулирует сопротивление при 0°C, открывая параллельные шунты на пути с помощью лазерного луча. Чем больше шунтов открыто, тем выше сопротивление при 0°C. Тонкопленочные РДТ не так точны, как другие типы, потому что:

 

  • Сопротивление R 0 нельзя отрегулировать так точно, как в других типах.
  • Керамическая основа и платиновое покрытие имеют несколько разные скорости расширения. Это создает ошибку деформации при более высоких температурах.
  • Поскольку тонкопленочные ТС имеют меньшие размеры, ток возбуждения ТС вызывает несколько большую ошибку из-за самонагрева ТС.

 

 

Коэффициент сопротивления RTD

Термин «коэффициент сопротивления» описывает средний наклон зависимости температуры от сопротивления при изменении температуры RTD от 0°C до +100°C.Выражение для коэффициента сопротивления:

 

100 0 ) / Р 0

 

Где:

R 100 = Сопротивление RTD при 100°C.

R 0 = Сопротивление RTD при 0°C.

 

Коэффициент сопротивления зависит от типа и чистоты металла, используемого для изготовления RTD. Как правило, термометры сопротивления, которые имеют высокое значение R 0 в сочетании с высоким коэффициентом сопротивления, легче точно измерить, но другие характеристики металла, используемого в резистивной проволоке, по-прежнему влияют на точность, присущую датчику сопротивления.

 

 

Platinum RTD, используемые в промышленности, обычно соответствуют стандарту IEC 60751. Эти RTD имеют коэффициент сопротивления (138,5 Ом — 100 Ом) / 100 Ом = 0,385 Ом / °C . В типичном промышленном применении этот тип RTD защищается путем помещения его в оболочку из нержавеющей стали.

 

В эталонах термометров сопротивления лабораторного класса

используется платина более высокой чистоты с более высоким коэффициентом сопротивления: (139,2 Ом — 100 Ом) / 100 Ом = 0.392 Ом/°C . При температурах выше +670°C ионы металла, высвобождаемые из зонда из нержавеющей стали, загрязняют платину высокой чистоты, изменяя ее коэффициент сопротивления. По этой причине эти термометры сопротивления защищены зондом из кварцевого стекла или платины. Эти материалы зонда остаются инертными при высоких температурах, поэтому RTD остается незагрязненным.

 

Никелевые термометры сопротивления

, соответствующие стандарту DIN 43760, имеют коэффициент сопротивления (161,7805 Ом – 100 Ом) / 100 Ом = 0,618 Ом / °C .Никелевые термометры сопротивления, обычно используемые в США, имеют отношение сопротивлений (200,64 Ом – 120 Ом) / 120 Ом = 0,672 Ом / °C (показано на графике выше).

 

Медные RTD

[1] доступны с R 0 = 9,035 Ом или 100 Ом. Оба типа имеют коэффициент сопротивления 0,427:

 

(12,897 Ом — 9,035 Ом) / 9,035 Ом = 0,427 Ом / °C.

(142,7 Ом – 100 Ом) / 100 Ом = 0,427 Ом / °C.

 

 

Преимущества использования никелевых или медных термометров сопротивления

Никель

создает высокое сопротивление при 0°C и имеет высокий коэффициент сопротивления, что упрощает измерение этого чувствительного термосопротивления.Эти качества также минимизируют ошибку из-за сопротивления проводов. Для RTD приблизительная погрешность из-за сопротивления подводящего провода составляет:

 

Сопротивление подводящего провода / (R 100 -R 0 ) x 0,01

 

Например:

Двухпроводной никелевый термометр сопротивления измеряет температуру в воздуховоде. Каждый отводный провод имеет сопротивление 0,25 Ом при общем сопротивлении отводящего провода 0,5 Ом.

 

Таким образом, погрешность из-за сопротивления подводящего провода можно рассчитать следующим образом:

0.5 Ом / (161,78 – 100) x 0,01 = 0,81°C. Это достаточно близко для многих приложений.

 

Для сравнения, вот номера двухпроводных платиновых RTD с таким же сопротивлением подводящих проводов:

0,5 Ом / (138,5 – 100) x 0,01 = 1,3°C.

 

Поскольку никелевый термометр сопротивления очень чувствителен, недорогой малоточный преобразователь может измерять его с приемлемой точностью. Никелевые термометры сопротивления используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и других чувствительных к цене приложениях.

 

Медь RTD имеют такую ​​же скорость теплового расширения и электромагнитный гистерезис, что и медные обмотки, используемые в электродвигателях и генераторах.По этим причинам медные термометры сопротивления иногда используются для измерения температуры обмотки.

 

Медь

также имеет чрезвычайно линейную зависимость температуры от сопротивления. Благодаря этому можно точно измерять узкий диапазон температур без дополнительной линеаризации.

 

Например:

Резистор сопротивления Cu100 создает сопротивление 100 Ом при 0°C и сопротивление 142,743 Ом при 100°C. Линейная экстраполяция дает теоретическое сопротивление при 50°C: (R 100 – R 0 )/2 + R 0

 

= (142.743 – 100)/2 + 100 = 121,3715 Ом

 

Согласно опубликованным таблицам зависимости сопротивления от температуры, RTD создает сопротивление 121,3715 Ом при 50°C, поэтому RTD функционально линеен в диапазоне 0…+100°C.

 

Нелинейность меди не становится очевидной, если не измерять широкий диапазон. Например, при измерении 0…+200°C линейная экстраполяция дает теоретическое сопротивление при 100°C как (185,675 – 100)/2 + 100 = 142,838 Ом. Однако, согласно таблицам, сопротивление RTD при 100°C составляет 142 Ом.743 Ом.

 

Разница +0,095 Ом в °C: 0,095 Ом / 0,427 Ом на градус = погрешность +0,222 °C.

 

Допуск RTD

Большинство производителей датчиков изготавливают платиновые термосопротивления с уровнями точности, соответствующими стандартам IEC 60751 или ASTM E1137 RTD.

 

Стандарт IEC 60751 определяет четыре класса точности: класс AA, A, B и C. Стандарт ASTM E1137 определяет два класса точности: класс A и B.

 

 

 

Обратите внимание, что IEC 60751 определяет максимальный диапазон температур для каждого класса.Например, датчик класса А, оснащенный витым элементом RTD, должен поддерживать указанный допуск в диапазоне -100…+450°C. При работе за пределами этого температурного диапазона точность датчика по умолчанию может соответствовать классу B.

 

Сенсоры, соответствующие допускам ASTM E1137 класса A или класса B, должны поддерживать указанный допуск в диапазоне от -200 до +650°C.

 

В этой таблице показаны рассчитанные допуски для каждого класса и сорта RTD. Обратите внимание, что RTD класса C имеют широкий допуск ±6.6°С при 600°С. Для большинства промышленных приложений требуются RTD с допуском класса B или выше.

 

 

 

На следующем графике показаны допуски RTD, соответствующие стандарту IEC60751. Вы можете видеть, что термометры сопротивления наиболее точны при 0°C и демонстрируют большую погрешность, когда температура становится выше или ниже 0°C.

 

 

 

Многие производители датчиков предлагают термометры сопротивления с допуском выше класса AA. Допуск этих высокоточных RTD обычно описывается как доля допуска класса B.На приведенном ниже графике ТС «1/5 класса B» имеет допуск всего ± (0,06 + 0,001 ǀ t ǀ) в диапазоне от -30 до 150 °C. Этот допуск в пять раз лучше, чем у RTD класса B.

 

 

 

Уравнения Каллендара Ван Дузена

Уравнения Callendar van Dusen описывают зависимость температуры от сопротивления промышленных платиновых RTD. Есть два уравнения Каллендара Ван Дузена:

 

Для температур < 0°C сопротивление RTD при заданной температуре составляет:

Rt = R 0 [1 + At + Bt² + C (t — 100) t³]

 

Для температур ≥ 0°C сопротивление RTD при заданной температуре составляет:

Rt = R 0 (1 + At + Bt²)

 

Коэффициенты A, B, C и α, δ, β уникальны для каждого RTD.Следующие значения относятся к RTD, соответствующим стандартам IEC 60751 и ASTM E1137:

 

А = 3,9083 х 10 -3

В = -5,775 х 10 -7

С = -4,183 х 10 -12

α = 3,85 х 10 -3 *

β = 1,5°С

δ = 0,1086

 

* «α» — константа «Альфа». Альфа — отношение сопротивления/100:

α = (R 100 – R 0 ) / (100 x R 0 ).

Альфа платинового RTD, соответствующего IEC 60751:

(138,5–100) / (100 х 100)

= 0,00385

 

Никелевые RTD имеют альфа:

0,672/100 = 0,00672.

 

Медные RTD имеют альфа:

0,427/100 = 0,00427.

 

Характеристика RTD

Даже высококачественные RTD не полностью соответствуют кривой R:T IEC 60751 / ASTM E1137. Для дальнейшего повышения точности измерений калибровочная лаборатория может «охарактеризовать» RTD.Это делается путем тщательного измерения сопротивления RTD при нескольких различных температурах, а затем использования этих данных для получения коэффициентов α, δ, β и A, B и C.

 

2-проводной преобразователь температуры 5437 с протоколом HART, 2-проводной преобразователь 5337 с протоколом HART и 2-проводной преобразователь 6337 с протоколом HART можно запрограммировать с помощью этих коэффициентов, точно согласовывая преобразователь с термометром сопротивления с характеристиками для исключительной точности измерений.

 

Назад в библиотеку знаний по связям с общественностью


 

[1] ПРИМЕЧАНИЕ. Резистор сопротивления Cu100 имеет большее значение R 100 -R 0 , и его легче измерить, чем Cu9.035 РДТ.

Полезна ли эта информация?

Датчики Pt100 – Термометры сопротивления (RTD) – WIKA Россия

Что такое термометр сопротивления Pt100?

Термометр сопротивления измеряет электрическое сопротивление, которое увеличивается пропорционально температуре, либо положительно (положительный температурный коэффициент, PTC), либо отрицательно (отрицательный температурный коэффициент, или NTC).Для промышленных и лабораторных применений наиболее распространенным типом датчика в термометрах сопротивления (RTD) является Pt100. Провода в термометре сопротивления могут быть изготовлены из меди, никеля или вольфрама, но платина (Pt) является наиболее популярным выбором, даже несмотря на то, что этот металл дороже, потому что он имеет почти линейную зависимость температуры от сопротивления и превосходные характеристики. стабильность. «100» в Pt100 означает, что этот датчик имеет номинальное сопротивление 100 Ом в точке обледенения (0°C).


Термометры сопротивления WIKA: Превосходство в выборе и дизайне

Промышленный термометр сопротивления обычно состоит из полной сборки.RTD изготавливается с использованием кабелей с минеральной изоляцией (MI), в которых проводники или провода защищены внутри плотно упакованным оксидом магния (MgO) и заключены во внешнюю оболочку, металл которой подходит для условий процесса. В месте измерения зонда установлен датчик Pt100. Часто узел также поставляется с соединением с технологическим прибором и соединительной головкой. В зависимости от приложения RTD просто подключается к соединительной головке, или в соединении размещается передатчик, который отправляет сигналы на устройство или в диспетчерскую.

Компания WIKA разрабатывает и производит широкий спектр высококачественных термометров сопротивления для измерения температуры в промышленности:

  • Датчики на выбор: Pt100, Pt1000, KTY (кремний), Ni1000

  • Классы точности B, A, AA

  • Максимальная температура от 122°F (50°C) до 1112°F (600°C)

  • Минимальная температура от −40°F (−40°C) до −320,8°F (−196°C)

  • Подпружиненные или фиксированные RTD в сборе

  • Вводится непосредственно в технологический процесс или используется с защитной гильзой

  • Установка на поверхность (с кронштейном или контактным блоком)

  • Определение температуры в одной точке или по сечению (усредняющий термометр сопротивления)

  • Полноразмерный или миниатюрный дизайн

  • Датчик RTD, обрезанный по заданной длине (быстрое временное решение для отказавших датчиков)

  • Взрывозащищенные версии для опасных зон

  • Проволочные для высокой точности во всем диапазоне) или тонкопленочные термометры сопротивления для приложений с высокой вибрацией

  • 2-проводные, 3-проводные и 4-проводные термометры сопротивления

  • Различные соединения: резьбовое, фланцевое, мембранное и т. д.

  • С цифровым дисплеем или без него

  • Превосходная защита от проникновения пыли

  • Несколько моделей из электрополированной нержавеющей стали, специально для гигиенических применений

Применение термометров сопротивления Pt100 или Pt1000

Выбор Pt100 или Pt1000 зависит от приложения. В обрабатывающей промышленности датчики Pt100 более популярны, чем датчики Pt1000, по двум причинам:

  • Датчик Pt100 выпускается как в проволочной, так и в тонкопленочной версиях, тогда как датчики Pt1000 почти всегда являются только тонкопленочными.
  • Поскольку датчик Pt100 настолько популярен во всем мире, он совместим с более широким спектром приборов и процессов, чем датчик Pt1000.

Использование Pt1000 имеет больше смысла, когда длина кабеля большая, поскольку его общая погрешность измерения составляет лишь часть погрешности измерения Pt100. Более высокое номинальное сопротивление датчика Pt1000 также в случае термометров сопротивления с батарейным питанием оказывает положительное влияние на энергетический баланс прибора. В результате эти батареи имеют более длительный срок службы, что означает более длительные интервалы обслуживания и снижение затрат на обслуживание.

Стандарт

IEC 60751:2008 определяет точные характеристики промышленных платиновых термометров сопротивления и платиновых датчиков температуры. Для получения дополнительной информации о свойствах датчика Pt100 или Pt1000 см. наше техническое описание «Предельные значения и допуски для платиновых термометров сопротивления» в соответствии с EN 60751: 2008.

Многие отрасли промышленности полагаются на точность, надежность и малое время отклика термометров сопротивления Pt100. Свяжитесь с нашими специалистами по электронному измерению температуры (ETM) для получения дополнительной информации о том, какие термометры сопротивления подходят для ваших конкретных применений.

подпись: Кривые характеристик пяти различных термочувствительных элементов: Pt100, Pt1000, NTC, KTY и Ni1000


Свяжитесь с нами

Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:

Температурный датчик Проект: Резистивные датчики температуры (RTD) | Проект

Марк Харрис

|&nbsp Создано: 22 сентября 2020 г. &nbsp|&nbsp Обновлено: 11 января 2021 г.

Это четвертая часть серии, в которой мы рассматриваем все основные типы датчиков температуры, которые вы можете использовать в проектах по электронике.Мы рассматриваем различные способы реализации этих различных датчиков в конструкции. В конце серии мы сравним датчики и их реализации с реальными условиями. Это тестирование в реальных условиях даст нам лучшее понимание того, как различные датчики ведут себя и реагируют на изменяющиеся условия, а также насколько линейно и точно они могут измерять температуру.

Как и в случае с моими проектами, вы можете найти файлы дизайна для этого проекта, выпущенного под лицензией MIT с открытым исходным кодом, на GitHub.Вы можете использовать схемы или проект по своему усмотрению, даже для коммерческих проектов. Вы найдете подробную информацию об обсуждаемых нами термометрах сопротивления, а также о ряде других термометров сопротивления в моей обширной библиотеке Altium Designer с открытым исходным кодом. Вы также найдете подробную информацию обо всех других типах датчиков температуры и огромном количестве различных компонентов, содержащихся в этой библиотеке.

В этой части серии мы рассмотрим резистивные датчики температуры (RTD), которые являются одними из самых точных элементов измерения температуры, к которым у нас есть легкий доступ.Я намеренно ссылаюсь здесь на «элементы», поскольку интегральные схемы и устройства микроэлектромеханических систем (МЭМС), которые мы рассмотрим в следующих статьях, могут быть более точными и иметь более линейный выходной сигнал. Резистор сопротивления представляет собой тип резистора, значение которого изменяется с очень точной скоростью при изменении температуры.

Датчики температуры жизненно необходимы во многих отраслях промышленности. Даже на вашей печатной плате можно использовать датчик температуры, чтобы обеспечить точность данных, полученных от других датчиков, а также помочь защитить вашу плату от перегрева.В этой серии мы рассмотрим ряд различных типов датчиков и способы их наилучшего использования. Мы будем искать:

Во введении к этой серии статей, посвященных датчикам температуры, мы создали два шаблона проекта, которые позволят нам настроить стандартный тест для различных датчиков температуры, каждый из которых имеет одинаковый интерфейс и расположение разъемов. Один из этих проектов предназначен для цифровых датчиков температуры, а другой — для аналоговых датчиков температуры. В этой статье мы будем использовать оба, используя шаблон цифрового проекта для АЦП высокого разрешения и аналоговый шаблон для всех других реализаций.

Мы создадим две хост-платы для этих сенсорных карт в конце серии, одна предназначена для тестирования одной карты в целях проверки, а другая предназначена для взаимодействия со стопкой карт. Эта вторая хост-плата с несколькими установленными на ней датчиками — это то, что мы будем использовать, когда будем оценивать производительность всех реализаций датчиков друг против друга.

Термометры сопротивления (RTD)

Резистивные датчики температуры

, или сокращенно RTD, имеют реализацию, аналогичную термистору, но, как правило, более точны.В то время как термистор с точностью 1% считается точным и приемлемым, термометры сопротивления с допуском 0,1% не являются чем-то необычным. Затраты на RTD значительно выше, чем на термистор, но это компромисс за лучшую точность. В дополнение к более жестким допускам RTD по сравнению с термисторами, которые мы рассмотрели в статье о термисторах NTC, RTD также имеет гораздо более линейную температурную кривую, что значительно упрощает использование измеренного сопротивления.

Датчики температуры сопротивления на основе никеля, как правило, имеют более низкую максимальную температуру срабатывания, чем их платиновые аналоги. Платиновые детекторы способны измерять температуру намного выше точки плавления припоя, поэтому вы, как правило, обнаруживаете, что для высокотемпературных применений они устанавливаются на кабель с помощью обжимных соединений или встраиваются в зондовое устройство, а не просто монтируются на поверхность. составная часть. Многие терморезистивные датчики температуры также могут достаточно хорошо работать в нижней части диапазона, при этом на рынке представлено значительное количество вариантов для рабочих температур, которые значительно ниже тех, которые обычно встречаются в естественной среде.Компоненты RTD для поверхностного монтажа обычно имеют диапазон рабочих температур, аналогичный большинству других компонентов для поверхностного монтажа (от -55°C до 175°C). Однако свинцовые компоненты RTD могут работать в диапазоне температур от -200°C до 850°C.

В отличие от термисторов, которые определяют сопротивление при 25°C в качестве своего нормативного сопротивления, RTD используют сопротивление при 0°C в качестве своего нормативного сопротивления.

Как и в случае с термисторами, снижение тока через детектор имеет решающее значение для обеспечения точного измерения температуры без влияния на результат из-за эффектов самонагрева.Обычно вы хотите, чтобы ток, протекающий через RTD, составлял от 0,1 мА до 1,5 мА. RTD, как правило, имеют гораздо более низкие значения сопротивления, чем термистор, поэтому более высокий ток может вызвать серьезную проблему самонагрева, если его не остановить. Это означает, что вам, скорее всего, потребуется использовать метод, альтернативный использованию простого делителя напряжения, чтобы получить точные показания.

Часть

ПТС060301Б100РП100

32207638

ЗНИ1000ТА

Тип

РДТ

РДТ

РДТ

Материал

Платина

Платина

Никель

Минимальная температура измерения

-55°С

50°С

-55°С

Максимальная температура измерения

+155°С

+150°С

+150°С

Диапазон чувствительности

Местный

Местный

Местный

Стойкость при 0°C

100 Ом

100 Ом

100 Ом

Допустимое сопротивление

± 0.3%

± 0,12%

Температурный коэффициент (млн/°C)

3850 частей на миллион/°C

3850 частей на миллион/°C

Точность

± 0,3°С

± 0.3°С

Производитель

Вишай Бейшлаг

Heraeus Nexensos США

Диоды Инк

Упаковка

0603 (метрическая 1608)

0603 (метрическая 1608)

СОТ-23-3


Реализация RTD: Делитель напряжения

Простая схема, такая как делитель напряжения, не рекомендуется использовать с термометром сопротивления.Низкое сопротивление детектора означает, что вы столкнетесь с небольшим эффектом самонагрева, который сделает ваши измерения неточными, особенно при использовании датчика на 100 Ом, такого как тот, который мы рассмотрим здесь. Мы могли бы реализовать делитель напряжения для RTD на 1 кОм, которые мы собираемся использовать; однако это будет не так весело! Мы надеемся, что с RTD на 100 Ом мы сможем увидеть, что делитель напряжения дает гораздо худшие характеристики, и показать, почему использование альтернативных топологий является гораздо лучшей идеей, несмотря на их дополнительную сложность.При 0 °C мы должны ожидать, что ток, протекающий через RTD, составит около 16,5 мА, что вдвое превышает идеальный максимум, и мне любопытно посмотреть, как это повлияет на измеряемую температуру.


Если это не очевидно из того, что я сказал выше, это не рекомендуемая реализация для RTD. Это стандартный способ использования резистивного элемента для измерения температуры и распространенное решение для датчиков с гораздо более высоким сопротивлением, таких как термисторы NTC и PTC.Мы просто включаем его сюда в образовательных целях.

 

 
Печатная плата для этой реализации настолько же проста, как и следовало ожидать, с добавлением всего двух дополнительных компонентов по сравнению с платой шаблона проекта.

Опять же, это довольно ужасная идея для реализации RTD. Он сам будет генерировать слишком много тепла, чтобы можно было использовать его точность и допуски. Оставьте простые делители напряжения устройствам термисторного типа.

Реализация RTD: Базовый мост Уитстона

Одним из наиболее точных способов измерения сопротивления является использование моста Уитстона. Мост Уитстона использует две сбалансированные ветви в мостовой схеме для измерения неизвестного сопротивления одного резистора в одной из четырех ветвей. Если это неизвестное сопротивление представляет собой устройство, такое как RTD, мы можем очень точно измерить сопротивление этого устройства. Эта схема обеспечивает изменение напряжения по мере изменения сопротивления, позволяя микроконтроллеру или другому контрольному устройству измерять сопротивление неизвестного элемента — в данном случае RTD.

Я планирую использовать микроконтроллер на хост-платах, которые мы будем создавать позже в этой серии. Они будут иметь дифференциальные входы и 16-битный АЦП, подключенный к этим контактам. Это означает, что мы можем подключить мост Уитстона напрямую к дифференциальным входам АЦП микроконтроллера. Это не даст нам такой точности, как усиленный мост Уитстона, который мы обсудим позже в этой статье. Однако это означает, что мы также не будем вносить в систему какие-либо ошибки или смещения, связанные с усилителем, что снижает требования к тестированию и заводской калибровке устройства.Это также даст нам возможность взглянуть на необработанные выходные данные моста Уитстона с датчиком RTD.


Если разрешение на выходе достаточно для приложения и доступен АЦП с дифференциальными входами, это простая реализация. С добавлением операционного усилителя или инструментального усилителя дифференциальное выходное напряжение моста Уитстона может быть увеличено, обеспечивая более полезное напряжение, которое больше подходит для типичного разрешения АЦП и совместимо с АЦП, которые не имеют дифференциальных входов. .

Мост Уитстона будет иметь нулевое напряжение на выходах, когда он идеально сбалансирован. Поскольку это симметричная схема, для достижения этого нам понадобятся высокоточные резисторы. Кроме того, поскольку он используется в качестве датчика температуры, нам необходимо использовать резисторы с низким температурным коэффициентом, чтобы свести к минимуму ошибки. Все резисторы, которые я использую, имеют допуск 0,1% и температурный коэффициент 25 ppm/°C.

Для RTD, установленного, как указано выше, это означает, что мост уравновешен при температуре 0°C, так как обе стороны моста имеют одинаковый потенциал при 0°C.При максимальной температуре срабатывания датчика, около 150°C, мы должны увидеть разность потенциалов около 0,344 В. При минимальной температуре срабатывания -50°C мы должны увидеть разность потенциалов около -0,106 В. , Имейте в виду, что эти значения напряжения относятся друг к другу; на самом деле мы не создаем потенциал отрицательного напряжения по отношению к земле. Вы увидите, что это очень маленький диапазон напряжения. Больший диапазон может быть достигнут за счет использования резисторов меньшего номинала на «верху» моста.Однако это превысит количество тока, которое мы хотим пропустить через RTD. Установка дополнительного резистора последовательно с источником питания 5 В может противодействовать этому, уменьшая общий ток.

Даже при таком низком изменении напряжения в диапазоне измерения температуры АЦП в NXP Kinetis, который я собираюсь использовать на хост-платах, должен по-прежнему обеспечивать шаг около 0,02 ° C для разрешения АЦП. Этого разрешения достаточно для большинства практических приложений.

Вы, наверное, заметили, что я питаю эту схему 5 В, а не чистыми 3.3 В мы использовали для всего остального. Использование питания 5 В от USB-порта, питающего плату, дает нам немного больший диапазон выходного напряжения. Поскольку мост Уитстона сбалансирован, любой синфазный шум автоматически подавляется схемой, поэтому небольшой шум, присутствующий в питании от USB, не является большой проблемой, даже без встроенной фильтрации.

Вы могли также заметить, что на этой плате другой порядок аналоговых каналов; просто было проще поместить эти аналоговые выходы в новый стек, поскольку у нас будет более десяти аналоговых входов для микроконтроллера.Не имеет значения, если входные данные находятся в порядке, отличном от порядка в статье.

Для этой печатной платы я разместил другие резистивные элементы моста с другой стороны терморазрыва на плате. Я не ожидаю, что какое-либо тепло, генерируемое этими компонентами, повлияет на измеряемую температуру, и это обеспечивает согласованность плат с компонентом измерения температуры, который всегда находится сам по себе в пределах теплового разрыва.

Реализация RTD: Операционный усилитель с компенсацией ошибок

А что, если в вашем микроконтроллере нет дифференциального АЦП или, может быть, даже нет АЦП высокого разрешения? Чтобы получить максимальную точность измерений, я предпочитаю использовать аналого-цифровой преобразователь с разрядностью 24 бита или лучше со встроенным усилителем с программируемым коэффициентом усиления.Мы рассмотрим этот вариант позже в этой статье.

Хотя мост Уитстона является прекрасным способом измерения неизвестного сопротивления, термометр сопротивления все же имеет некоторую нелинейность, которая влияет на измерения. Существует альтернативная и недорогая схема, которую мы можем использовать для измерения сопротивления RTD, а также для линеаризации выходного сигнала датчика для обеспечения более точного измерения. В этой схеме, показанной ниже, R4 обеспечивает напряжение возбуждения чуть менее 1 мА для нашего RTD (R5).Для линеаризации выходного сигнала резистор R3 обеспечивает ток возбуждения, увеличивающийся по мере повышения температуры, что помогает компенсировать любую нелинейность элемента RTD.

Компоненты, выбранные для этой схемы, предназначены для обеспечения выходного напряжения 1,65 В при 0°C; однако в итоге мы получим фактическое значение, которое немного отличается из-за необходимости использования компонентов стандартных значений. Цель состоит в том, чтобы обеспечить коэффициент усиления около 25 мВ/°C, поэтому при максимальном диапазоне чувствительности датчика 150°C мы максимизируем диапазон входного напряжения для АЦП микроконтроллера, обеспечивая 3.сигнал 3 В. В действительности мы получим входное напряжение около 3,27 В при 150°C при использовании реальных компонентов.


Эта схема должна обеспечить нам очень маленькую температурную ошибку во всем рабочем диапазоне датчика.

Операционный усилитель, используемый в этой схеме, нуждается в отрицательном источнике питания, чтобы иметь возможность воспринимать и выдавать сигнал во всем диапазоне температур, которые мы будем измерять. Отрицательные напряжения в наши дни часто считаются несколько «страшными» для новых или менее опытных инженеров, но их действительно легко создать, если вам нужно подать только небольшое количество тока, как мы делаем здесь.В предыдущих статьях проекта я использовал устройство TPS60403 с большим эффектом, и я буду использовать его снова здесь, поскольку это такой простой способ генерировать отрицательное напряжение.


Это дает нам симпатичную небольшую печатную плату, которая действительно выглядит так, как будто она что-то делает, по сравнению с некоторыми другими нашими платами, на которых есть только пара резисторов.

Реализация RTD: Инструментальный усилитель с линейной компенсацией

Хотя приведенная выше схема является отличным вариантом для реализации линеаризованного RTD по низкой цене, мы можем сделать еще один шаг вперед с небольшими дополнительными затратами.Заменив операционный усилитель на инструментальный усилитель, мы можем буферизировать вход дешевле, чем если бы мы добавили буферный усилитель к операционному усилителю. Инструментальный усилитель имеет очень высокий входной импеданс, поэтому он не будет смещать измерения датчика каким-либо количественным образом.

Наша схема очень похожа на предыдущую конструкцию, описанную выше, с R3, обеспечивающим ток смещения на RTD (R5), который увеличивается по мере увеличения его температуры. R4 обеспечивает номинальный ток возбуждения около 0.9 мА, что, как упоминалось ранее, находится в правильном диапазоне для RTD.


Как и в предыдущей реализации, нам также необходимо сгенерировать отрицательное напряжение питания для инструментального усилителя. Мы не будем усложнять и будем использовать для этой реализации ту же схему подачи отрицательного напряжения, что и для операционного усилителя.

 


Реализация RTD: цифровой мост Уитстона

Рассмотренная выше схема усилителя — отличный способ увидеть и понять, что происходит, но необходимое количество дополнительных резисторов и усилителей внесет дополнительную погрешность и смещение в наши измерения.Усилитель с программируемым коэффициентом усиления для аналого-цифрового преобразователя (PGA-ADC) по существу представляет собой ту же схему, которая поставляется в одном корпусе в комплекте с АЦП. Тем не менее, у него есть то преимущество, что он имеет заводскую подстройку и компенсацию, обеспечивая более точное усиление и преобразование. Реализуя это самостоятельно с использованием нескольких дискретных компонентов, мы получаем набор допусков, который в идеальном мире был бы незаметен. Но потенциально это может быть далеко не идеально, в зависимости от того, какие номиналы резисторов мы ставим с каким типом усилителя.


Цифровой мост Уитстона по существу представляет собой ту же схему, которую мы использовали для базовой реализации моста, за исключением того, что развязывающий конденсатор между выходами моста был удален. Вместо этого в секции фильтрации входа АЦП будет установлен конденсатор. Мост также больше не подключен напрямую к земле, поскольку АЦП имеет внутренний переключатель, соединяющий его с землей. Это гарантирует, что все наши соединения заканчиваются на ADC. Я также добавил развязывающий конденсатор C6 между источником питания 5 В и землей моста.

Я использую устройство Texas Instruments ADS1220IPWR, которое является моим любимым PGA-ADC для мостов Уитстона. Это 24-битный АЦП, который обеспечивает гораздо большее разрешение, чем требуется для этого приложения. Тем не менее, я подумал, что было бы интересно взглянуть на данные в полном разрешении, которые он предоставит. Несмотря на то, что техническое описание содержит несколько примеров реализации двух-, трех- и четырехпроводных соединений для RTD, мы не будем использовать ни один из них в этом примере. Для целей этого проекта мы просто подключим дифференциальные выходы моста Уитстона непосредственно к входам.Поскольку примеры реализации хорошо задокументированы в техническом описании ADS1220, я не вижу смысла повторно демонстрировать их здесь. Вместо этого я больше заинтересован в том, чтобы показать показания, выходящие из необработанного моста Уитстона, чтобы можно было провести прямое сравнение с ранее обсуждаемыми схемами. Таким образом, мы можем сравнить и сопоставить их эффективность.


Схема АЦП довольно типична для подключения к мосту Уитстона. Мы будем использовать внутренний переключатель для подключения REFN1 к земле, при этом АЦП питается от 5 В (AVDD), а также снабжен опорным входом 5 В (REFP1).Изменения температуры, через которые мы будем запускать плату, не будут включать каких-либо существенных мгновенных изменений или колебаний температуры, поэтому мы можем реализовать достаточно агрессивный фильтр для подавления любого синфазного шума.

Для этой реализации я держу две линии выбора чипа. Когда я использовал ADS1120 в прошлом, я обнаружил, что прерывание от вывода DRDY очень полезно для уведомления микроконтроллера, когда он может снять показания. Использовать эту функцию намного проще, чем постоянно опрашивать АЦП с помощью эквивалента «Мы уже на месте? Мы уже на месте?».Вывод DRDY позволяет нам снимать показания с АЦП, как только преобразование завершено, гарантируя, что метка времени на данных будет максимально точной. Линия выбора микросхемы для вывода DRDY будет просто подключена к линии ввода прерывания на микроконтроллере, который мы используем для этого устройства.

Более дешевой альтернативой ADS1220 является серия ADS1120, которая имеет ту же схему выводов и функциональные возможности, но имеет только 16-битное разрешение. 16-разрядного АЦП с усилителем, такого как устройства этой серии, будет более чем достаточно для типичных приложений измерения температуры, и он значительно превысит возможности детектора.


Другие варианты: Преобразователь RTD IC

В дополнение к измерению температуры путем считывания напряжения с делителя напряжения или моста Уитстона, мы также можем использовать усилитель датчика температуры, подобный тем, которые мы рассмотрим для использования с термопарами. Эти ИС обеспечивают цифровой выход температуры, а не уровень напряжения, и обычно включают в себя все схемы усиления и компенсации, необходимые для обеспечения наиболее точного измерения температуры, которое может обеспечить датчик.Стоимость этого варианта может быть важным фактором, но также важна стоимость использования PGA-ADC, как обсуждалось выше. Использование PGA-ADC обеспечивает лучший опыт обучения и демонстрацию для этой статьи, поэтому мы не будем подробно рассматривать ИС преобразователя RTD.

Резюме

Несмотря на создание четырех разных печатных плат для этой серии наших датчиков температуры, мы только что коснулись некоторых из многих различных способов использования датчика RTD. Принимая во внимание двух-, трех- и четырехпроводные датчики, а также возможность реализации этих схем с помощью датчиков, установленных на плате, существует широкий спектр различных способов взаимодействия с RTD.RTD являются одними из наиболее универсальных доступных датчиков температуры, с превосходными значениями точности и допуска, а также с огромным диапазоном измерения температуры, доступным для некоторых устройств.

Как я уже неоднократно говорил, Texas Instruments ADS1220 — один из моих любимых АЦП с высоким разрешением. Предположим, вас интересуют другие топологии измерения температуры с помощью RTD. В этом случае в техническом описании ADS1220 есть реализации для всех различных подключений RTD, которые вы можете адаптировать к своим собственным потребностям в АЦП/усилении, если устройство ADS1220 выходит за рамки бюджета вашего проекта.

Вы можете найти подробную информацию о каждой из этих тестовых печатных плат со всеми другими реализациями датчика температуры на GitHub. Эти платы выпущены под лицензией MIT с открытым исходным кодом, поэтому вы можете создавать их самостоятельно, внедрять их схемы в свои собственные проекты или использовать их по своему усмотрению.

Обязательно ознакомьтесь с другими проектами из этой серии, если вас интересуют датчики температуры, так как вы можете найти более дешевую альтернативу использованию RTD или другой вариант, который может подойти для вашего проекта.В конце этой серии вы увидите сравнение между всеми различными типами датчиков, чтобы вы могли напрямую сравнить, как различные реализации датчиков работают в различных условиях по отношению друг к другу.

Хотите узнать больше о том, как Altium может помочь вам в разработке вашей следующей печатной платы? Поговорите с экспертом Altium.

Датчики RTD

| Промышленные датчики температуры

Преимущества использования RTD

Эти промышленные датчики температуры являются хорошими инструментами для измерения очень горячих и холодных материалов.Их пределы варьируются в зависимости от металла резистивного элемента. Например, температура плавления платины составляет 1768 градусов Цельсия, а никеля — 1455 градусов Цельсия, поэтому датчики температуры RTD с платиновыми резистивными элементами лучше подходят для высоких температур, чем никелевые.

Еще одним преимуществом термометров сопротивления является то, что они быстро измеряют точную температуру. Большинство RTD рассчитывают свою температуру в течение 0,5 и 5 секунд, и процесс преобразования легко запустить снова, если вы не удовлетворены результатами.Наши клиенты также ценят то, что датчики температуры RTD остаются работоспособными в течение длительного времени, даже когда они подвергаются воздействию высоких температур.

Общие типы термометров сопротивления

Типы датчиков резистивного датчика температуры различаются в зависимости от материала проводов и конструкции. Медь, никель и платина являются наиболее распространенным выбором для проводов RTD, поскольку они демонстрируют требуемое соотношение между температурой и сопротивлением.

Датчики температуры с медным сопротивлением  могут измерять температуру от -200 до 260 градусов по Цельсию, что делает их лучшими для холодных условий.Эти RTD, как правило, самые дешевые, потому что медь недорогая, но они рискуют окислиться, если наши клиенты не будут следить за верхними пределами своих температур.

Никелевые датчики  недороги и лучше противостоят коррозии, чем медные, но они могут измерять только от -80 до 260 градусов Цельсия. Платиновые термометры сопротивления более популярны из-за их универсальности. Способные измерять температуры от -200 до 850 градусов Цельсия, эти термометры сопротивления работают в течение длительного времени и дают стабильные и стабильные результаты.

Мы также классифицируем наши RTD на основе их конструкции. Тонкопленочные РДТ имеют самую маленькую, дешевую и быструю конструкцию и обычно изготавливаются из платиновой пленки, нанесенной на керамическое основание. Резистивные датчики сопротивления со спиральным элементом включают в себя намотку резистивного элемента в провода и размещение их в защитном керамическом контейнере.

Наконец, RTD с проволочной обмоткой, которые являются очень точными, но слишком хрупкими для производственных применений, имеют провода, намотанные вокруг керамического столба и покрытые большим количеством керамики.

Как выбрать RTD

Чтобы выбрать RTD, подумайте, хотите ли вы элемент сопротивления из платины, никеля или меди, учитывая их температурные ограничения. Вы также должны взвесить их стандартные допуски или соотношение между температурой материала и сопротивлением металла.

Точность и допустимая погрешность, которые варьируются в зависимости от вашей отрасли, также являются серьезной проблемой. Наконец, подумайте о соединениях датчиков: материале проводов отведений, количестве присутствующих отведений и их конфигурации.

Если вам нужно быстрое и точное измерение температуры, ознакомьтесь с нашим выбором термометров сопротивления.

Принадлежности термометра сопротивления:

Мы распространяем лучшие датчики температуры RTD для передового опыта в лабораторных и промышленных процессах. Большинство РДТ имеют низкое начальное сопротивление, обычно 100 Ом.

Также имеют минимальное изменение сопротивления на единицу температурного диапазона. По этой причине в RTD встроена многопроволочная перемычка для компенсации сопротивления подводящего провода.Наши стандартные и сверхмощные датчики температуры включают следующее:

  • Трубка и провод
  • Металлический переходник с пружинным фиксатором
  • Стандартный и мини-штекер
  • Соединительная головка

Мы также поставляем надежные аксессуары для датчиков RTD, включая стандартные и мини-разъемы, удлинительный провод и соединительные головки.

Датчики температуры сопротивления Уотлоу

Watlow производит различные термометры сопротивления, специально разработанные для обеспечения точного и воспроизводимого измерения температуры.Датчики RTD Watlow созданы для удовлетворения самых требовательных промышленных приложений, обеспечивая при этом более низкую совокупную стоимость владения для наших клиентов.

Конструкция без деформаций обеспечивает надежные и точные показания и позволяет заменять элементы из разных партий без необходимости повторной калибровки.

Общие области применения RTD

Типичные области применения включают: печи, грили, фритюрницы и другое пищевое оборудование, текстильное производство, переработку пластмасс, нефтехимическую переработку, измерение температуры воздуха, газа и жидкости, обработку полупроводников, а также подшипники и коробки передач.

Термисторный датчик для быстрого обнаружения

Температурные изменения быстро обнаруживаются с помощью термисторного датчика, который обеспечивает точность. Чувствительный термистор сравним с RTD, потому что его резисторы отражают изменения сопротивления. Экономичный термистор содержит оксидно-металлические материалы с покрытием.

Этот датчик часто предпочтительнее, когда допустим меньший диапазон температур. Свяжитесь с нашими экспертами, чтобы выбрать правильный термисторный датчик температуры для ваших тепловых применений.

Сравните датчики RTD Промышленные датчики температуры Hi-Watt с другими распространенными датчиками температуры, такими как термопары и термисторы, чтобы найти идеальный вариант для вашего промышленного применения. Узнайте больше о резистивном термометре сопротивления или датчике температуры сопротивления, а также о том, как он может обеспечить сопротивление и срок службы, необходимые для поддержания работы вашего предприятия. Не позволяйте неисправному датчику или неправильной замене датчика помешать вам поддерживать работу вашего технологического оборудования.

Термисторы против.Термопары

Термистор используется во многих тех же приложениях, что и RTD, но включает полимерный или керамический резистор вместо обычного металлического резистора. Когда вы сравните термистор с термопарой, вы обнаружите, что термистор идеально подходит для обнаружения мельчайших изменений температуры, но не имеет такого же температурного диапазона, как термопара, которая может работать в диапазоне температур от -200 до 350 градусов Цельсия.

Сравнение термопар и термометров сопротивления

Сравните RTD и термопару, чтобы узнать о возможностях RTD в правильном приложении.По сравнению с термопарой термометр сопротивления имеет относительно небольшой диапазон температур, хотя и не такой маленький, как термистор. RTD обеспечивает линейность и высочайший уровень точности измерения температуры, тогда как термопара лучше всего подходит для широких нелинейных показаний температуры.

Датчик, который вам нужен, зависит от вашего приложения. Хотя все три датчика температуры используются для измерения изменений температуры, ни один из них не может сравниться с датчиками RTD с точки зрения точности. Датчики термопары, с другой стороны, имеют самый широкий диапазон рабочих температур.

Найдите свой промышленный датчик температуры сегодня

Компания Hi-Watt предлагает все варианты датчиков температуры, необходимые для большинства отраслей промышленности. Независимо от того, работаете ли вы на предприятии по переработке пластмасс, оборудовании для литья под давлением или аэрокосмическом предприятии, свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше об этих вариантах датчиков. Поговорите с одним из наших агентов технической поддержки сегодня и вместе с нами запланируйте доставку передовых датчиков, чтобы ваша компания двигалась вперед.

4 наиболее распространенных типа датчиков температуры

Некоторые приложения, такие как оборудование, используемое для создания жизненно важных лекарств, требуют, чтобы датчики температуры были чувствительными и точными для критического контроля качества; однако некоторые приложения, такие как термометр в вашем автомобиле, не требуют таких точных или чувствительных датчиков.Четыре наиболее распространенных типа датчиков температуры, различающихся по чувствительности и точности от высокой до низкой:

  • Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)
  • Резистивные датчики температуры (RTD)
  • Термопары
  • Полупроводниковые датчики

 

Температурный датчик-термистор

 

Типы датчиков температуры

1. Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

Термистор представляет собой термочувствительный резистор, который демонстрирует непрерывное небольшое постепенное изменение сопротивления, коррелирующее с колебаниями температуры.   Термистор NTC обеспечивает более высокое сопротивление при низких температурах. По мере повышения температуры сопротивление постепенно падает в соответствии с таблицей R-T. Небольшие изменения точно отражают из-за больших изменений сопротивления на ° C. Выход термистора NTC нелинейный из-за его экспоненциального характера; однако его можно линеаризовать в зависимости от его применения. Эффективный рабочий диапазон составляет от -50 до 250 ° C для термисторов в стеклянном корпусе или 150 ° C для стандартных термисторов.

2. Датчик температуры сопротивления (RTD)

Датчик температуры сопротивления, или RTD, изменяет сопротивление элемента RTD в зависимости от температуры. РДТ состоит из пленки или, для большей точности, проволоки, намотанной на керамический или стеклянный сердечник. Из платины получаются наиболее точные термометры сопротивления, в то время как из никеля и меди изготавливаются более дешевые термометры сопротивления; однако никель и медь не так стабильны или воспроизводимы, как платина. Платиновые термометры сопротивления обеспечивают высокоточный линейный выходной сигнал в диапазоне от -200 до 600 ° C, но они намного дороже медных или никелевых.

3. Термопары

Термопара состоит из двух проводов из разных металлов, электрически соединенных в двух точках. Различное напряжение, создаваемое между этими двумя разнородными металлами, отражает пропорциональные изменения температуры. Термопары являются нелинейными и требуют преобразования с помощью таблицы при использовании для контроля температуры и компенсации, что обычно выполняется с использованием таблицы поиска. Точность низкая, от 0,5°C до 5°C, но термопары работают в самом широком диапазоне температур, от -200°C до 1750°C.

4. Полупроводниковые датчики температуры

Полупроводниковый датчик температуры обычно встраивается в интегральные схемы (ИС). В этих датчиках используются два одинаковых диода с чувствительными к температуре характеристиками напряжения и тока, которые используются для отслеживания изменений температуры. Они предлагают линейный отклик, но имеют самую низкую точность по сравнению с основными типами датчиков. Эти датчики температуры также обладают самым медленным откликом в самом узком диапазоне температур (от -70 ° C до 150 ° C).

Измерение температуры в повседневной жизни

Датчики температуры необходимы в повседневной жизни. Эти важные элементы технологии измеряют количество тепла, выделяемого объектом или системой. Приведенные измерения позволяют нам физически ощущать изменение температуры. Одной из важных функций датчиков температуры является предотвращение . Датчики температуры обнаруживают установленную верхнюю точку, что дает время для превентивных действий.Хороший пример можно увидеть в пожарных извещателях.

По данным Sensorsmag.com:

Измерение температуры является одним из наиболее чувствительных свойств или параметров для таких отраслей, как нефтехимическая, автомобильная, аэрокосмическая и оборонная, бытовая электроника и так далее. Эти датчики устанавливаются в устройства с целью точного и эффективного измерения температуры среды в заданном наборе требований.

Надежная схема измерения температуры, использующая термисторный датчик NTC, может быть экономичным способом разработки схемы без ущерба для чувствительности или точности.

                                                                     

Основы датчика температуры

— NI

Теория работы термопары

Термопары работают по принципу, известному как эффект Зеебека. Когда две проволоки из разнородных металлов соединяются и нагреваются с одного конца, образуется термоэлектрическая цепь, вызывающая измеримую разность потенциалов, известную как напряжение Зеебека, на «холодном» конце. Данное сочетание металлов различается по температурному диапазону, чувствительности и погрешности в зависимости от свойств этих металлов.

Рисунок 1: Иллюстрация эффекта Зеебека

 

Каждый тип термопары состоит из уникальной пары металлов. Вам необходимо понимать рабочие характеристики типа термопары, которую вы выбираете для измерения температуры. Некоторые термопары обеспечивают широкий диапазон температур за счет очень нелинейной зависимости напряжения от температуры, в то время как другие обеспечивают меньший (но более линейный) диапазон температур.

Типы термопар

Как упоминалось выше, вы можете выбрать термопару из множества типов и конструкций. Типы обычно определяются буквенным обозначением, например, E, J или K. Тип термопары определяет металлы, используемые для создания термопары; следовательно, он также определяет рабочий диапазон, точность и линейность термопары. На следующих графиках показана характеристика напряжения различных типов термопар в диапазоне температур.

Рис. 2. Температурная характеристика различных типов термопар

 

В дополнение к типу термопары необходимо выбрать конфигурацию оболочки.Некоторые из этих вариантов показаны на рис. 3, включая заземление, изоляцию, герметизацию и открытый доступ.

 

 

Рис. 3: Варианты для оболочки термопары

Каждая конфигурация имеет преимущества и недостатки в отношении времени отклика, помехозащищенности и безопасности. В таблице 1 представлен обзор влияния каждого параметра конфигурации.

 

Конфигурация соединения

Преимущества

Недостатки

Открытый

Самый быстрый отклик (~0.от 1 до 2 с)

Контур заземления и шумовой потенциал

без химической защиты

наиболее подвержены физическим повреждениям

Внешний бортик

Быстрый отклик (~15 с)

Контур заземления и шумовой потенциал

без химической защиты

подвержен физическим повреждениям

Герметичный и заземленный

Физическая и химическая защита

Медленный отклик (~40 с)

Контур заземления и шумовой потенциал

Герметичный и изолированный

Физическая и химическая защита

электрическая защита (предотвращает контуры заземления и помехи)

Самая медленная реакция (~75 с)

Таблица 1: Обзор конфигураций соединения термопары

 

Настройка датчика температуры

Количество впрыскиваемого топлива в Datsun 280z Система Bosch L-Jetronic определяется ЭБУ при считывании охлаждающей жидкости датчик температуры, расходомер воздуха, датчик температуры воздуха и дроссельная заслонка переключатель положения.

Обманывая ЭБУ, можно добиться увеличения или уменьшить количество впрыскиваемого топлива.

Самый простой способ обмануть ЭБУ увеличение или уменьшение показаний датчика температуры охлаждающей жидкости. Делать это, вам просто нужно изменить сопротивление температуры охлаждающей жидкости датчик.

Вот график, показывающий сопротивление датчик температуры охлаждающей жидкости в зависимости от температуры охлаждающей жидкости:

С Ф Сопротивление
-30 -22 20 300 Ом до 33 000 Ом
-10 -14  7600 Ом до 10 800 Ом
+10 50 3250 Ом до 4150 Ом
+20 68 2250 Ом до 2750 Ом
+50 122  740 Ом до 940 Ом
+80 176 290 Ом до 360 Ом

Должно быть легко увидеть, что сопротивление снижается по мере прогрева двигателя.Также стоит отметить, что ФСМ говорит, что количество впрыскиваемого топлива уменьшается по мере прогрева двигателя. Итак, если вы хотите обмануть ECU, чтобы добавить больше топлива, вы просто добавляете больше сопротивления к датчик для имитации более холодного двигателя.

При нормальной рабочей температуре двигателя сопротивление датчика 325 Ом.

Простая грубая настройка

  • Соединение линейного потенциометра 1k последовательно с датчиком температуры охлаждающей жидкости.Это позволит вам увеличить набрать сопротивление от 325 Ом до 1325 Ом при рабочей температуре и смоделируйте более холодный двигатель при температуре ~ +40 C. ЭБУ увеличит рабочий цикл форсунки, чтобы добавить больше топлива.
  • Настройтесь на место штанов, смотрите свечи, расходомер воздуха и топлива и пробег.


Упрощенные стандартные соединения 280z между ЭБУ и температура охлаждающей жидкости. Датчик.
На расстоянии ~ 12 дюймов от датчика имеются цилиндрические разъемы.Это самое простое место для подключения горшка.


       Здесь те же соединения, но с горшком 1k, подключенным к пуле соединители.
        Обратите внимание на ориентацию горшка и поворачивая центр вправо или влево, чтобы добавить сопротивление или «закоротить» вне». 
        Эта деталь важна, когда вы подключите свой к жгуту ECU, если вы хотите добавить больше топлива, повернув по часовой стрелке или против часовой стрелки.


Вот деталь для подключения линейного горшка 1k.
Примечание: центральный и закороченный контакты на горшке подключены к датчику. а другой контакт подключен к ECU, если вы хотите добавить больше топлива, поворачивая кастрюлю по часовой стрелке.

Правильная настройка

  • Настройка системы EFI для хранения и устранения ошибок (особенно АСМ)
  • Точно измерить рабочий цикл форсунки при нормальная рабочая температура при температуре окружающего воздуха > 20°С при 3000 об/мин
  • Также измерьте температуру охлаждающей жидкости и Сопротивление датчика температуры охлаждающей жидкости с температурой окружающего воздуха > 20С
  • Соединение линейного потенциометра 1k последовательно с датчиком температуры охлаждающей жидкости.
  • Установите кастрюлю на 1/2 направления 
  • Точно измерить рабочий цикл форсунки при нормальная рабочая температура при температуре окружающего воздуха > 20°С при 3000 об/мин и отрегулируйте пружину AFM так, чтобы рабочий цикл совпадал как указано выше.
  • Эта калибровка позволяет горшку добавлять или удалить топливо
  • Настроить, чтобы настроить

 

 

 

 

 

 

 

.

0 comments on “Сопротивление температурного датчика: Датчик температуры охлаждающей жидкости: неисправности, проверка, замена

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.