Термодатчик с регулировкой: инфракрасных, электрических, конвекторов, тепловых завес и других

Содержание

Терморегулятор: принцип работы и виды

Чтобы достичь комфортной температуры в помещении недостаточно просто включить систему отопления или кондиционирования. А все потому, что климатическая техника либо не способна сама по себе оценить условия в помещении, либо делает это не очень эффективно. Поэтому для оптимальной работы климатической техники необходимо применять терморегуляторы.

Что такое терморегулятор и для чего он нужен?

В широком смысле — это устройство, которое поддерживает заданный температурный режим воздуха или определенной поверхности, например пола. Фактически терморегулятор — промежуточное звено в цепочке комфортных условий, в которой с одной стороны находится соответствующий обогревательный или охлаждающий прибор, а с другой — датчик температуры.

Сфера применения таких устройств очень широкая: от контроля приборов отопления небольших квартир до гигантских промышленных объектов. Они управляют бытовыми кондиционерами и морозильными камерами большой мощности. Термостаты могут регулировать подогрев грунта в теплицах, отвечать за антиобледенение крыш, и работать во многих других системах. И хотя речь не идет про одно и то же изделие, конструктивно они всегда очень похожи.

Как работает терморегулятор?

Основной принцип работы терморегуляторов на самом деле очень простой. Он всего лишь сравнивает фактическую температуру (которую измеряет термодатчик) с заданной, и принимает решение о подаче или прекращения питания климатической системы. Если температура в помещении отличается от заданной, реле термостата включает нагрузку, а после достижения заданного значения — отключает питание. Термостат может поддерживать конкретное значение температуры или ее диапазон. На это влияет параметр гистерезиса.

Конечно, существует много моделей, которые оснащены большим количеством дополнительных функций, таких как включение нагрева по таймеру или программирование работы согласно определенному графику. Но в основе всех устройств лежит именно этот простой принцип.

Какие существуют виды терморегуляторов?

Существует много видов таких устройств в зависимости от назначения, типа управления, способа монтажа, мощности и т.д.

Это разделение все же достаточно условное, ведь существует много термостатов, которые сочетают в себе возможность управления разным климатическим оборудованием. Например, к некоторым моделям можно подключать как теплый пол, так и отопительные приборы, а отдельные термостаты могут одновременно регулировать функционирование как системы обогрева, так и охлаждения.

Также, в зависимости от принципа управления можно выделить два основных типы термостатов:

механические;
цифровые.

Механические модели имеют очень простую конструкцию с минимальным использованием электрических схем. Управление их работой осуществляется с помощью ручки, а в отдельных моделях — еще и тумблера для включения/выключения. Нужная температура выставляется поворотом ручки терморегулятора в соответствии со шкалой на корпусе. Такие устройства используют довольно примитивный визуальный интерфейс в виде светового индикатора.

Конструкция цифровых термостатов характеризуется намного более сложной схемотехникой. Они всегда оснащены полноценным визуальным интерфейсом: цифровым или жидкокристаллическим экраном, а настройка их работы осуществляется с помощью кнопок (физических или сенсорных). Цифровые термостаты отличаются наличием большого количества функций: от блокировки клавиш до программирования работы согласно установленному через Интернет графику.

Мы рассказали вам о том, что собой представляет терморегулятор, какое место он занимает в климатической системе, а также о принципе его работы и видах. О том, как правильно выбрать подходящую модель терморегулятора, узнайте из нашей следующей статьи.

Оцените новость:

Реле температуры

Реле температуры (термостат) — это прибор, который регулирует работу различной аппаратуры, координируя свои действия с изменениями температуры окружающей среды, теплоносителей, блоков и частей оборудования. Термостаты могут работать по нескольким направлениям контроля:

ограничение максимальной температуры;
отключение прибора при достижении определенной температуры;
сигнализация о достижении запрограммированной/максимальной температуры.

Ограничитель температуры

Такое устройство (по-другому: температурное реле или температурный ограничитель) регулирует поддержание температурных показателей в заданных диапазонах и обычно используется в системах теплого пола, отопительных котлах, климатическом оборудовании и т.п.

Выключатель температуры

Это устройство представляет собой термостат с встроенным прерывателем, способный отключать работу прибора или отдельных его частей при превышении заданного температурного показателя.

Сигнализатор температуры

Такое устройство (или — датчик-реле температуры) сигнализирует звуковым и/или визуальным сигналом о превышении заданной температуры. Точность термостата сигнализатора температуры составляет 0,001°C.

Реле температуры (термостат) Trafag/Трафаг

Капиллярные реле температуры (термостаты) Trafag швейцарского производства заработали отличную репутацию благодаря своей долговечности, надежности и качеству. Компания-производитель предлагает широкий спектр моделей для бытового оборудования и различных промышленных систем, включая те, что предназначены для работы в зонах повышенной взрывоопасности. При этом каждая модель реле температуры (термостата) Трафаг эффективна и функциональна, так как выпускается для решения конкретных задач. Производитель обеспечивает технический контроль всех компонентов прибора, способных повлиять на надежность и долговечность. Все это обеспечивает бесперебойную работу термостатов без потери точности в течение срока, существенно превышающего гарантийный период.

Термостаты (реле температуры) Вы можете купить в Санкт-Петербурге (СПб), Москве, Казани, Нижнем Новгороде, Челябинске, Новосибирске, Екатеринбурге, Самаре, Омске, Уфе, Ростове, Перми, Воронеже, Волгограде и других городах России.

Достойная альтернатива термостатам, реле температуры Данфосс (Danfoss).

выбор термодатчика и терморегулятора для пола, регулировка температуры, особенности термоголовки с выносным термостатом

Датчик температуры необходим для нормального функционирования теплого пола. Чтобы обеспечить бесперебойную работу этой системы, важно правильно выбрать этот прибор.

Особенности

Основой для обустройства тёплого пола являются нагревательные элементы конструкции и система автоматики, состоящая из термодатчика и регулятора. Датчик предназначен для измерения температуры объекта и передачи данных в блок управления.

Датчик для терморегулятора тёплого пола следует выбирать исходя из особенностей блока автоматики.

Обязательным условием при выборе термодатчика является выполнение рекомендаций производителя.

Чаще рекомендуют к применению датчики с измерением температуры окружающего воздуха. Они проще в установке и последующей замене, в отличие от датчиков, измеряющих температуру в конструкции теплого пола.

Более сложные системы регуляторов теплого пола в своём составе имеют несколько датчиков. Пример такого терморегулятора – тот, который измеряет температуру в нескольких точках. Такими точками измерения обычно выбираются тело нагревателя пола, окружающий воздух в комнате и температура за пределами помещения. Принцип действия такого блока автоматики основан на сравнении измеренных температур, в результате чего поддерживается заданный режим пола.

Системы, имеющие более совершенные методы обогрева теплого пола, имеют в своем составе электрические нагреватели с жидкостным теплоносителем. Такие системы признаны идеальными для обустройства теплого пола.

Электрические с жидкостным теплоносителем системы обогрева имеют равномерное распределение тепла, плавное изменение температуры, гибко настраиваются и регулируются. В состав терморегулятора с электрическим нагревателем и жидкостным теплоносителем обязательно должен входить термостат. В комплекте с термоголовкой термостат позволяет точнее регулировать температуру пола.

Как выбрать?

При выборе датчиков регулятора температуры следует руководствоваться рекомендациями производителей терморегуляторов. Кроме этого, при выборе датчиков следует обращать внимание на его назначение. Так, если он предназначен для измерения температуры пола, его нельзя подключать взамен термодатчика для измерения температуры воздуха в комнате, и наоборот.

Ещё нужно учитывать особенности датчика. Например, прибор, предназначенный для внутренней установки, не следует устанавливать в открытом пространстве.

При выборе нельзя забывать о том, что на погрешность измерения могут влиять внешние факторы.

Датчики, у которых на погрешность измерения будут влиять сквозняки, инфракрасное излучение, должны иметь защиту от подобных воздействий. Датчики без защиты от указанных воздействий должны защищаться искусственно или устанавливаться внутри конструкций.

Датчик терморегулятора теплого пола представляет собой термосопротивление с подключенными медными проводниками. Производитель обычно поставляет датчики с проводами небольшой длины.

Проводники от термодатчика до терморегулятора можно удлинять и укорачивать. Удлинение проводников от термодатчика до регулятора допускается до 50 м. При наращивании провода следует помнить, что чем длиннее он будет, тем больше будет погрешность в измерении температуры.

В процессе монтажа термодатчика его необходимо поместить в изолированную гофру, которая обычно комплектуется в составе изделия. Кроме защиты, гофра необходима также для последующего извлечения в случае выхода из строя датчика.

Применение её обязательно, и при отсутствии в комплекте ее необходимо приобрести отдельно, соблюдая рекомендации производителя.

Выбрав тёплый пол с водяным подогревом, применяют термоголовку с выносным датчиком. Она предназначена для управления нагревающими элементами и поддерживает температуру теплоносителя в заданных пределах в автоматическом режиме. Её выбирают по рекомендациям производителя нагревательных элементов.

Помимо термоголовок с выносными датчиками, в системах применяют погружные датчики. Они позволяют контролировать температуру теплоносителя.

Монтаж и использование

Важно перед началом монтажа датчиков термостата и терморегулятора теплого пола ознакомиться с инструкцией производителя системы обогрева и принципом их работы. Важным условием для успешной работы системы является правильное размещение термодатчика. Класть его и подводящие к нему провода следует обязательно в штробе с применением гофры.

Рекомендуется на максимально близком расстоянии от выхода проводов датчика установить монтажную коробку. Это позволит производить замену датчика с наименьшими затратами.

Непосредственно термодатчики рекомендуется располагать в теле конструкции на равном расстоянии от соседних нагревающих элементов. Класть гофрированную трубу следует с плавными поворотами и переходами. Это поможет в том случае, если датчик сломался. Замена поврежденного прибора при соблюдении указанных рекомендаций значительно упростится.

В качестве рекомендации можно прислушаться к совету использования корда для триммера. Закрепив датчик и подводящие провода к такой леске, довольно легко ввести датчик в гофрированную трубу. Извлекать его с проводами будет так же легко в случае поломки.

Рассмотрим типичные ошибки при монтаже датчиков тёплого пола. Самое сложное – когда забыли установить датчик, а стяжка пола уже закончена. В этом случае, если есть уверенность в знании точного расположения нагревательных элементов, можно сделать штробу по полу и установить датчик. Второй выход из этого положения – установить внешний прибор для измерения температуры в помещении.

Следует помнить, что бывают датчики, имеющие полярность. Такие датчики следует подключать строго по схеме, указанной в инструкции.

Для выносных датчиков, при монтаже теплого пола с водяным обогревом, основным условием является расположение термодатчика на удалении от нагревательных элементов и трубопроводов с теплоносителем. Такие датчики, как и все другие, следует защищать от воздействия сквозняков, прямых солнечных лучей и инфракрасного излучения.

Не следует забывать соблюдать рекомендации производителя. Это позволит не только обеспечить правильную работу термодатчика, но и обезопасит от потери гарантии.

В состав системы управления нагревом тёплого пола входят температурный датчик и терморегулятор. Если выдержана рекомендация производителя по выбору элементов системы обогрева, то настройка сводится к установке заданной температуры.

Более сложная настройка у системы управления, в состав которой входит программируемый терморегулятор. В последнем случае в настройки могут входить время включения, установка температуры отдельных зон обогрева и другие параметры.

Проверка заключается в контроле и поддержании заданного температурного режима.

Производители

Из всего многообразия производителей оборудования для тёплого пола разберем преимущества продукции известных брендов. Отметим преимущества при выборе бренда таких марок:

Legrand;
Spyheat;
Tech;
Heiz.

Фирма Legrand работает давно и специализируется на производстве электротехнических приборов, материалов, оборудования. Она зарекомендовала себя как производитель надежной и качественной продукции.

Программируемые термостаты и терморегуляторы производства Legrand имеют установочные особенности. Так, по желанию можно выбрать оборудование для установки в посадочные места выключателей или розеток. При этом можно ставить оборудование как на стене, так и в щитке. Из-за качества и надежности продукция Legrand имеет повышенную стоимость.

Производственная фирма Spyheat специализируется на производстве готовых комплектов тёплого пола и других систем обогрева. К преимуществам компании следует отнести то, что компания производит готовые системы тёплого пола со всеми комплектующими. Так как специализация компании на теплых полах с использованием греющего кабеля, эта продукция будет бюджетным вариантом.

Фирма Heiz специализируется на системах обогрева, основанных на жидкостных теплоносителях Термостатические головки с выносными датчиками нужны для стабилизации температуры помещения. Устройства фирмы Heiz отличаются высокой надежностью и точностью регулирования температуры. Гарантию на свою продукцию указанная фирма предоставляет на 5 лет. Термодатчик способен поддерживать температуру с точностью до одного градуса. Чувствительность термодатчика производитель гарантирует в пределах 0,5 градуса.

Многие производители тёплого пола используют и рекомендуют контроллеры и датчики производства фирмы Tech. Одним из важных факторов в пользу этой продукции можно отнести то, что фирма занимается производством как оборудования для отопления помещений, так и для котельных большой мощности.

Датчики и терморегуляторы Tech пользуются популярностью среди производителей систем отопления, в том числе комплектов тёплого пола. О надежности и качестве производимой продукции Tech говорит партнерство с очень многими производителями систем отопления. Нелишним будет добавить к преимуществам продукции отсутствие отзывов о неисправностях её приборов.

Какой лучше?

Ответить на этот вопрос можно после глубокого анализа всех условий применения системы обогрева.

Решающими параметрами по выбору системы или производителя оборудования является конструкция помещения. При этом также нужно учитывать, в каком в конструктивном исполнении здания будет располагаться помещение для установки теплого пола.

Для того чтобы определиться с типом тёплого пола, следует отталкиваться от цены электроэнергии и теплоносителя. Цена складывается из расценок поставщика при центральном отоплении либо определяется ценой на топливо, используемого при отоплении данного помещения.

Для последующего выбора производителя оборудования, которое будет использоваться в обустройстве тёплого пола, следует ориентироваться на соотношение цена-качество. В этом случае заказчик будет самостоятельно выбирать тот набор функций, который ему необходим.

Отзывы

Все, кто пользуется подогревом пола, положительно отзываются о его применении. На большинстве форумов вопросы, связанные с теплыми полами, сводятся к качеству монтажа. Неисправности, которые выявляются в процессе эксплуатации, происходят из-за ошибок при установке.

В большей мере довольны потребители, у которых тёплый пол имеет программируемый терморегулятор. Заметим, что эксплуатация тёплого пола в сочетании с термодатчиком и автоматическим регулятором температуры имеет большое преимущество. Применяя датчики, поддерживается постоянная равномерная температура пола.

Кроме удобства в регулировании температуры, термодатчики в сочетании с термостатом позволяют значительно экономить на энергоресурсах. Оптимальную экономию можно достичь с помощью программируемых терморегуляторов.

Наибольшую экономичность имеют программируемые терморегуляторы. Причём чем больше параметров, по которым программируется регулятор, тем большую экономию он способен обеспечить. Среди набора устанавливаемых параметров могут быть окружающая температура, дни недели, часы в сутках и прочее.

Подробнее о том, как выбрать датчик для теплого пола, вы узнаете из следующего видео.

Подбираем терморегулятор для радиатора отопления по эффективности

Проблема экономии тепла в доме всегда являлась очень важной. А с ежегодным ростом цены за энергию и топливо, расход тепла уже просто необходимо контролировать. Если у вас есть квартира с центральной системой отопления или же частный дом, и свой автономный газовый, электрический котел или котел на дровах, тогда, помимо правильной настройки терморегулятора для котла отопления, желательно установить и терморегулятор для радиатора отопления.

Давайте вместе рассмотрим основные виды терморегуляторов, их технические характеристики, принцип работы, а также разберемся: какой из них лучше выбрать для наших условий.

После того, как вы собрали систему отопления самостоятельно или при помощи специалистов, то можно дополнить ее установкой в регистры специального терморегулятора или термостата для радиатора отопления.

Терморегуляторы для радиатора отопления делятся на три основные группы:

— вентили с ручной регулировкой

— терморегуляторы с датчиком температуры по воздуху

— шаровые краны

Вентиль механический с ручной регулировкой

Этот вид может называться полноценным терморегулятором для вашего радиатора. Внутри встроен перекрывающий движение теплоносителя шток. При механическом вращении ручки вентиля, шток опускается или поднимается. Благодаря этому мы можем плавно регулировать подачу теплоносителя в регистр, и, как следствие, температуру воздуха в помещении.

Вентиль с ручной регулировкой Valtec

Выпускается он, как правило, вместе с разъемным соединением «американкой» для удобства демонтажа радиатора. Вентили с ручной регулировкой бывают прямые или угловые, в зависимости от того, какая система отопления у вас проведена: однотрубная или двухтрубная. Также различаются по диаметру внутреннего прохода: 1/2 или 3/4 дюйма.

Преимущества механического вентиля:

— простота конструкции

— надежность в использовании

— невысокая цена

Недостатки вентилей с ручной регулировкой:

— низкая точность выставляемой температуры

— неудобства ручного использования

Терморегулятор для радиатора с датчиком температуры воздуха

Этот вид терморегуляторов для радиатора наиболее эффективен.
Автоматический терморегулятор или термостат состоит из двух основных частей:

— термостатический клапан

— термостатическая головка

Термоголовка для радиатора состоит из пластикового корпуса с температурной шкалой. Внутри него находится емкость со специальной жидкостью, реагирующей на колебания температуры окружающего воздуха. Эта жидкость является неким индикатором или датчиком температуры.

Под этой емкостью установлен компенсационный механизм и шток. Термостатическая головка накручивается по резьбе на клапан. Диаметр, направление и шаг резьбы самого клапана и термоголовки должен совпадать.

Продаваться они могут как в сборе, так и раздельно, и в инструкции по эксплуатации об этом должно быть указано. Среди производителей стоит отметить термоголовки для радиаторов отопления марки Danfoss или Valtec.

Клапан с термостатической головкой Valtec

Термостатический клапан может функционировать и без термоголовки, вместо которой можно накрутить обычную заглушку. По сути, сам по себе термоклапан чем-то напоминает механический вентиль только без ручки регулятора температуры. На нем можно задать положение регулирующего штока вручную, но без термостатической головки работать автоматически он не сможет.

Принцип работы терморегулятора для радиатора с датчиком температуры воздуха

Допустим, мы задали при помощи ручки термоголовки по шкале необходимую нам температуру воздуха. При ее изменении, жидкость, находящаяся внутри термостата, имеет свойство расширяться и сжиматься.

При этом она давит через компенсационный механизм на шток термостатического клапана, который, в свою очередь, открывает или перекрывает поток теплоносителя в наш отопительный радиатор.

Как установить автоматический терморегулятор в радиатор отопления своими руками

Основное условие правильного монтажа — устанавливайте термостат для радиатора отопления только на входе в батарею, т.е. по ходу движения в нее теплоносителя.

Термостатический клапан имеет резьбу, один конец — наружная, другой — внутренняя. Диаметр, как правило, или полдюйма или три четверти дюйма.

Вкручивайте терморегулятор наружным концом в радиаторную пробку, соответствующего внутреннего диаметра. Термоклапан обычно снабжен «американкой», что позволяет в любой момент его заменить, например, в случае какой-то неисправности.

Достоинства термостата с датчиком температуры по воздуху

— экономия тепловой энергии

— автоматическая работа устройства

— симпатичный внешний вид

Недостатком автоматического терморегулятора для радиатора является, пожалуй, только цена по сравнению с механическими аналогами отличается примерно в 2 раза.
Да, и то, учитывая быстрый срок его окупаемости 1-2 года, это скорее его достоинство.

Смотрите видео про установленную термоголовку на радиаторе

Краны шаровые и их предназначение

Самый простой и недорогой вид трубопроводной арматуры, очень популярен в современных системах отопления. Однако, назвать его терморегулятором можно лишь с «большой натяжкой», поскольку основное предназначение шаровых кранов — это перекрытие потока движения теплоносителя по системе отопления, в том числе и в радиаторы.

Металлический шар,находящийся внутри крана, не может поворачиваться постепенно и плавно, но, благодаря своей конструкции, надежно перекрывает поток теплоносителя.

Итак, в этой статье мы разобрали основные виды терморегуляторов для радиаторов отопления, их предназначения и принцип работы. А какой из рассмотренных типов термостатов для радиатора отопления подойдет именно для вашего дома, теперь решать уже вам.

преимущества и недостатки, область применения

На чтение 5 мин. Просмотров 27 Опубликовано 26.05.2019 Обновлено 19.05.2019

Для обогрева помещений применяются различные приборы с возможностью автоматического контроля их основных рабочих параметров. Для реализации подобной функции используется термореле с регулировкой температуры.

Общее описание устройства

Термостат отключает нагревательный прибор при достижении определенной температуры

Температурное реле или термостат является основной деталью, которая управляет функционированием бытовых приборов отопления. Также он входит в конструкцию водонагревателей и вентиляторов, климатической техники.

Термореле (термостат) – это блок управления отопительной или охлаждающей системой, выполняющий конкретные задачи:

Экономия ресурсов. Котел или другая подобная техника с терморегулятором потребляет меньше электричества или газа. Реле отключает прибор, как только температура воздуха в помещении достигла нужного значения.
Повышение комфорта. При наличии реле для контроля температуры не нужно следить за работой котла.
Обеспечение безопасности. Термореле на включение/выключение оповещает пользователя о перегреве оборудования.

Основной задачей термостата называют контроль температурных показателей теплоносителя. Пользователь самостоятельно задает требуемые характеристики, после чего прибор поддерживает их на оптимальном уровне.

Принцип действия

Реле температуры функционирует по довольно простой схеме. Котлы, оборудованные данным конструктивным элементом, также оснащаются термодатчиком. Он собирает информацию относительно температуры теплоносителя, циркулирующего в системе. При этом комнатные датчики регистрируют климатические показатели в самом помещении. Собранная информация поступает на блок управления.

Принцип работы простейшего термореле заключается в том, что встроенный в устройство регулятор сверяет полученные данные с заданными пользователем настройками. В последующем он повышает мощность прибора или, наоборот, уменьшает ее.

Разновидности приборов

Механический терморегулятор с выносным датчиком

На рынке встречаются термореле с разным внешним видом, конструкционными особенностями и характеристиками. В зависимости от способа монтажа подобные устройства бывают стационарными и розеточными (переносными). Первая разновидность термореле устанавливается непосредственно в стену. Переносные варианты имеют возможность быстрого подключения, что привлекает многих пользователей.

По месту расположения датчиков выделяют:

термореле с выносным датчиком температуры;
агрегаты со встроенным датчиком.

В первом случае датчик размещают на конце кабеля, отходящего от температурного реле. Его длина может быть разной – от 10-20 см до нескольких метров.

Когда в схеме термореле присутствует датчик выносного типа, можно рассчитывать на более точную регулировку климатических показателей помещения.

Преимуществом устройства называют то, что их чувствительные элементы разрешается устанавливать на улице, в погребе и различных подсобных помещениях. Во время работы таких контролеров практически исключены ошибки. Единственным недостатком реле с выносным датчиком называют появление сбоев при исчезновении электричества.

Механические варианты

Подобные датчики температуры и реле считаются самыми доступными и простыми в использовании. Они работают благодаря присутствию в конструктивной схеме биметаллической пластинки. Отключение и настройка рабочих параметров устройства осуществляется при помощи рычага и поворотного колеса.

Недостатком механических моделей называют сложность их монтажа. Они устанавливаются в углубление в стене и напрямую подключаются к сети.

Электронные модели

Электронный регулятор температуры со встроенным датчиком

Популярностью пользуются и электронные термореле и датчики. Они точнее измеряют климатические параметры помещения благодаря наличию в составе конструкции полупроводниковых деталей, работающих от тока 24 В. Подобные устройства могут подключаться напрямую к электрической сети или применяются батарейки.

Электронное термореле оснащено монитором. Это облегчает выполнение настройки устройства, оповещает пользователя о результатах последнего замера климатических параметров.

Регулируемые температурные реле также дополнительно имеют календарь, часы, присутствует возможность их программировать (режимы работы день-ночь, будни-выходные).

Область применения

Термореле на 12 вольт часто входит в состав конструктивной схемы систем отопления. Пользователю необходимо контролировать температуру в котле и контурах с учетом климатических показателей помещения. Также устройство позволяет регулировать объем воды в системе. При наличии температурного реле удается своевременно выявить любые неисправности в работе котла.

В конструкции бытовых обогревателей также могут присутствовать термостаты, включаемые через розетку. Такие устройства просты в использовании и подключении, универсальны и высокоэффективны. Подобные термореле совместимы с электрическими чайниками, нагревательными приборами, светотехникой.

Термореле для теплого пола

Схема установки термореле для теплого пола

Существуют специальные контролеры, предназначенные для регулировки работы системы «теплый пол». Они подсоединяются к нескольким деталям – датчикам, нагревательным элементам и электросети. После включения термореле получает информацию о температурных показателях системы, после чего сравнивает их с заданными пользователем настройками.

При необходимости контролер включает или отключает нагревательные элементы, делая это циклично. Поэтому теплый пол без трудностей обеспечивает в помещении стабильную температуру воздуха.

Для инфракрасных обогревателей

Приборы получили большое распространение из-за способности передавать тепловую энергию на значительные площади. При установке термостата удастся повысить эффективность работы таких устройств. Используя программируемые накладное термореле, легко настроить функционирование инфракрасного обогревателя на длительный период времени.

Контролеры помогают пользователю сэкономить электроэнергию. Систему можно настроить таким образом, что прибор будет включаться в определенный момент для поддержания температуры воздуха в заданном диапазоне.

Для сауны и бани

Рекомендуется использовать контролеры, способные работать при температуре от +50°С. С их помощью функционирование сауны или бани будет происходить автономно с учетом параметров, заданных пользователем.

Инструкция по созданию устройства

Схема для создания регулятора температуры своими руками

Чтобы изготовить своими руками термореле, нужно придерживаться следующей схемы:

Подготовительные работы. На плате размещают все необходимые элементы и производят пайку. Для этого запрещено использовать кислоту, способную привести к порче мелких деталей. Специалисты рекомендуют применять канифоль.
Протравка дорожек. Выполняют с учетом схемы устройства.
Проверка работоспособности контролера. Для выполнения данной операции применяют тестер.
Проверка работоспособности полупроводников. Измеряют полярность триодов, диодов и прочих элементов.

После завершения сборки термодатчика своими руками выполняют его подключение к системе. Тиристоры подбирают опытным путем, это позволит выполнить более точную настройку функционирования устройства.

термостат, термоклапан, как регулировать температуру, регулировка, механический термодатчик, комнатный датчик

Содержание:

О теплых полах теперь можно не только мечтать. В настоящее время их монтаж не требует больших трудозатрат и денежных средств. Теплые полы решили множество проблем, связанных с отоплением помещения. Особенно они радуют семьи, у которых есть маленькие дети и внуки, а так же тех, кто любит ходить босиком по голому полу. Ещё лучше, если уровень температуры в доме или квартире можно регулировать.

Понизить температуру обогрева в отопительной системе в зимний период требуется во многих ситуациях: днём, когда солнце активно проникает сквозь окна, ночью, чтобы не было жарко спать. В дневные часы, пока домочадцы на работе и в школе, можно сэкономить, и не топить сильно. В морозные вечера, наоборот, нужно поднимать уровень температуры теплоносителей в системе отопления, чтобы помещение прогрелось. Помогают сделать это легко и быстро, даже без участия человека, терморегуляторы для водяного отопления.

Как происходит регулировка обогрева теплого пола

Если дом или квартира не большие, регион проживания — южный, теплые полы можно оставлять основным источником отопления. В других случаях его делают как приятное дополнение, которое сделает жизнь более комфортной. Например, в детской комнате, в ванной или на кухне, в рабочей зоне. Всё дело в том, что делать пол очень горячим по понятной причине нельзя. Если за окном минус 40 градусов, отопительная система должна быть более мощной.

Очень удобно иметь полы, уровень нагрева которых контролируется. Есть множество устройств для регулировки температуры теплого пола. Их работа основана на едином принципе.

Отопительные контуры контролируются индивидуально, через обустройство специальных коллекторов, которые собирают вместе входы и выходы системы отопления:

Термодатчик для водяного теплого пола сигнализирует терморегулятору о том, что температура в помещении (или на поверхности пола) повысилась. В цепочку включается сервопривод, управляющий вентилями. Получив соответствующий сигнал от термостата, он впускает в систему новую партию горячей воды. Или, наоборот, перекроет её движение, если терморегулятор даст сигнал, что в комнате стало жарко. Помогает регулировать поток теплоносителя термоклапан для водяного теплого пола. Подобный термостатический клапан для теплого пола позволяет эффективно регулировать температуру подачи теплоносителя. Для подкачки воды обязательно устанавливается насос.

Итак, для контроля показателей температуры теплых полов нужны:

коллектор, куда сводятся все контуры;
терморегулятор;
термодатчик;
сервопривод, управляющий вентилями;
насос для подкачки воды.

Всё это вместе даёт возможность сделать систему отопления автоматизированной. Это не простое удобство, а экономия энергоресурсов. Терморегуляторы можно выставить так, что в отсутствие людей обогрев помещения будет снижен. Автоматы позволяют сэкономить от 30 до 40 процентов объёма энергоносителей. Причём на условиях проживания людей это не отразится, наоборот, сделает более комфортным пребывание в квартире или доме.

Для того, чтоб повысить безопасность эксплуатации приборов, предусмотрена установка предохранительных клапанов и защитной арматуры от скачков напряжения в электрической сети и перегрева электрооборудования.

Что могут контролировать термостаты

Современные терморегуляторы для водяного теплого пола могут контролировать следующие показатели:

температуру воздуха в помещении;
уровень прогрева пола;
совмещать контроль температуры воздуха и поверхности пола.

Чтобы проконтролировать температуру воздуха в комнате, датчики встраивают в корпус термостата. Настраивают его специально для учёта уровня показателей в контролируемом помещении. Такой контроль эффективен только внутри зданий, которые имеют хорошую теплоизоляцию, а потери тепла сведены к минимуму. Если это условие не выдержано, датчик контроля температуры в помещении ставить не рентабельно.

Если надо проконтролировать прогрев поверхности напольного покрытия, датчик температуры водяного теплого пола устанавливают как можно ближе к отопительному контуру. Такая система эффективна, когда теплый пол выполняет функцию дополнительного обогрева помещения. Температурный режим воздуха устанавливают основные источники тепла.

Термостат для водяного теплого пола с комбинированной системой контроля применяется редко, в отдельных современных отопительных контурах. Он может одновременно контролировать уровень прогрева пола и воздуха, или, по выбору, что-то одно.

Типы терморегуляторов по конструкции и способу монтажа

Когда встаёт вопрос о том, как регулировать температуру водяного теплого пола, в многообразии различных видов термостатов нужно правильно сориентироваться. Несмотря на то, что они выполняют одну и ту же функцию, дополнительные возможности разные, и, соответственно, цена.

Устройства, которые выпускают производители, можно по сложности конструкции распределить на пять групп:

механические;
дистанционные сенсорные;
обычные электронные;
программируемые терморегуляторы;
радиоуправляемые.

Надёжность моделей зависит не от конструкции, а от добросовестности производителя и условий эксплуатации.

По способу монтажа терморегуляторы бывают:

обычными настенными, которые крепятся в каждой комнате и подходят для небольших квартир;
щитовыми, позволяющими из одной точки контролировать процесс в большом здании.

Каждый из этих способов позволяет удобно эксплуатировать систему регулировки температурного режима.

Механический тип

Механические терморегуляторы для водяного теплого пола — самые простейшие модели, напоминающие устройства для регулировки холода в холодильниках. Стоят недорого, лёгкие в обслуживании. Температурный режим выбирается путём поворота термометрической головки. Специальная метка совмещается с нужной цифрой на шкале градации. Если что-то выставлено неправильно, всё можно без труда исправить. Есть модели, где установлен тумблер полного выключения/включения работы системы. Бывают механические терморегуляторы с таймером. Он позволяет выставить определённый промежуток времени, на время которого будут включены теплые полы.

Единственный минус — это необходимость постоянного контроля температуры, изменение показателей возможно только вручную. Никакой электроники, которая сможет распределить уровень температурного режима во времени, в них нет.

Следует знать, что встречаются некачественные экземпляры, не совсем точно отображающие температуру. Это, в принципе, не так страшно. Рекомендуется сразу после пуска устройства сверить его показания с комнатным термометром. Затем контроль осуществлять с учётом разницы.

Сенсорные термоклапаны с пультом управления

Регулировка температуры водяных теплых полов может осуществляться с помощью сенсорных моделей, которыми управляют дистанционно, с помощью пульта.

Устройства имеют современную легко управляемую сенсорную панель. На неё выводится вся текущая информация о температурном режиме, в том числе, и предупреждение о наличии какого-то сбоя в системе.

Привлекательность таких конструкций не только в их «дистанционном» обслуживании, но и в том, что они могут регулировать сразу несколько контуров. Именно для таких сложных систем применяют чаще всего сенсорные модели, управляемые с помощью пульта. Термостат от надёжного производителя прослужит долго.

Обычные электронные термостаты для водяного теплого пола

Некоторые потребители предпочитают установить в своём доме обычные электронные терморегуляторы. Они практически не отличаются от сенсорных с дистанционным управлением. На пластиковой панели расположены электронное табло и кнопки. С их помощью задаётся необходимый температурный режим, который может меняться за сутки несколько раз.

Разобраться самостоятельно в настройках такого устройства несложно. Конструкция на порядок выше, чем у термостата для теплого водяного пола механического типа.

«Умные» программируемые терморегуляторы

Устройства, которые сами могут менять уровень температуры в помещении в отсутствие людей, гораздо более сложные, но экономия от их использования огромная. Затраты на их покупку и установку окупятся в первый же зимний сезон. Речь идёт о программируемых терморегуляторах. Они могут обслуживать одновременно несколько контуров. Есть возможность подключения к системе «умного дома».

Программируемый терморегулятор решает множество проблем с отоплением, обеспечивает комфортное пребывание в помещении. Позволяет настроить определённые дни, часы и недели на заданную температуру. Поэтому даже в отсутствие хозяев он сам переведёт отопительную систему в экономный режим. Вся информация о его работе отображается на дисплее.

Устанавливать их может только специально обученный мастер. Аппаратура эта дорогостоящая, требует бережного к себе отношения, но вполне оправдывает себя.

Беспроводные радиоуправляемые термостаты

Еще более дорогостоящие, чем электронные программируемые, радио термостаты устанавливают редко. Используют в домах, где принято решение не использовать электрические кабели.

Команды сервоприводам подаются с помощью радиосигналов. Происходит это следующим образом. Сигнал от датчиков для водяного теплого пола поступает на радио термостат. Он перенаправляет их радио контролёру. Цепочка радиосигналов приводит к механизму подачи горячей воды. Цена такой аппаратуры высокая из-за того, что приёмники и передатчики установлены на каждом этапе передачи радиосигналов.

Ремонт такой системы, если она выйдет из строя, дорогостоящий.

Как определиться с выбором термостата для регулировки

Первое, на что обращают внимание, когда речь заходит об комфортном пребывании квартире или доме, это температура воздуха в помещении. Каким ни был интерьер, а способ отопления, и все связанные с этим последствия оказываются более важными. Если помещение равномерно прогрето, нет сырых полов, углов и закоулков с холодными сквозняками, в помещении находиться приятно. Терморегулятор для теплого пола с выносным датчиком позволяет добиться комфортного уровня температуры в каждом помещении отдельно. Однако механический термостат для таких целей покупать не целесообразно. У него нет возможности контролировать температурный режим одновременно в нескольких помещениях.

Перед покупкой терморегулятора нужно подумать, какие проблемы по контролю за температурным режимом решит это устройство. Если есть необходимость отрегулировать тепло в отсутствие хозяев, с этой задачей прекрасно справится программируемый термостат.

Когда члены семьи не могут определиться с общим температурным режимом в доме, поможет многоканальный электронный термостат, который с помощью датчиков, установленных в разных комнатах, будет регулировать уровень тепла.

Самый недорогой и простой в использовании механический терморегулятор поможет поддерживать нужный уровень температуры в небольшой квартире.

При выборе терморегулятора нужно обязательно знать его мощность. Она должна соответствовать мощности системы отопления теплого пола.

Разные виды комнатных термостатов для водяного теплого пола предназначены для отопительных систем с определёнными техническими характеристиками и теплосберегающими показателями зданий, климатом данного региона. Учитываются пожелания потребителя. Так, например, у разных моделей и производителей отличаются интерфейсы, с помощью которых удобно следить за работой прибора.

Советы по установке терморегуляторов

Перед тем, как выполнять монтаж, нужно познакомиться с инструкцией и схемой подключения, чтобы установка датчика теплого пола была выполнена правильно. Она изображена на обратной стороне корпуса. Если порядок подключения будет нарушен, аппарат выйдет из строя. Поэтому на этом этапе очень важно правильное подключение, от которого зависит, насколько эффективно будет работать вся саморегулирующая система. Конечно, немаловажно и то, насколько грамотно был сделан монтаж контуров теплого пола.

Следует учесть, что у сервопривода двигатель с двусторонним вращением. Он вращается по часовой стрелке или в обратную сторону в зависимости от сигнала, который подаёт ему термостат. При этом клапан увеличивает или делает меньше просвет в трубе, по которой идёт теплоноситель.

Термостаты нужно располагать поближе к электрическим розеткам, на высоте от пола от 0,5 до 1 метра. Если в семье маленький ребёнок, то прибор нужно крепить повыше. Особенно это касается программируемых электронных моделей, которые легко вывести из строя неумелым обращением.

Оборудование работает от сети напряжением 220 В (кроме радиоуправляемых).

Подсоединение к электросети всех приборов нужно выполнять в соответствии с правилами устройства электроустановок.

Терморегуляторы для теплого электрического пола «Теплолюкс» в Москве

Терморегуляторы для электрического теплого пола

Применение терморегуляторов для теплого пола позволяет регулировать температуру в соответствии с индивидуальными задачами и предпочтениями.

Терморегуляторы производства компании «Теплолюкс» подходят для работы с различными типами теплого пола: – водяными и электрическими, а также с другим электрооборудованием – котлами, радиаторами отопления и т. д.

Применение таких приборов позволяет оптимизировать расходы на электроэнергию и экономить порядка 70 % средств.

Выбрать параметры СПАСИБО!

Ваша заявка ПРИНЯТА
Наши специалисты перезвонят Вам в течении рабочего дня c 8-30 до 17-00

IP31. Гарантия 5 лет. Индикация режимов работы. Встраивается в другие рамки

IP31. Управление сенсорное и WiFi. Встраивается в другие рамки

IP21. Программируемый. Сенсорное управление и удаленно по WiFi

IP21. Светодиодная индикация. Гарантия 3 года

IP21. Программируемый. Гарантия 3 года.

IP21. Гарантия 3 года

IP21. Механическое управление. Гарантия 2 года

IP21. Механический. Светодиодная индикация работы. Гарантия 2 года

IP20. Две зоны управления. Электронное управление. Гарантия 2 года

IP21. Программируемый. Самообучение. Гарантия 2 года

В случае использования в стяжку устанавливается внутри монтажной трубки

IP20. Программируемый. Электронное управление. Гарантия 3 года

IP20. Электронное управление. Гарантия 3 года

IP20. Электронное управление. Гарантия 2 года

IP20. Механическое управление. Гарантия 3 года

Терморегуляторы для теплого электрического пола

Терморегулятор для теплого электрического пола является современным и удобным способом управления нагревательными системами. Устройства оптимально подходят для различных типов теплого пола. Они позволяют экономить электроэнергию, включая обогрев только в необходимые часы. Применение таких приборов позволяет оптимизировать расходы и экономить порядка 70 % средств.

У терморегулятора (например, модель MCS) может быть сенсорный дисплей, на котором выводятся основные показатели и настройки. Управление прибором, в зависимости от модели, может осуществляться механическим или электронным способом. Наиболее продвинутый тип устройства – беспроводной. Вы можете управлять им и задавать необходимые вам температурные показатели и режимы, даже находясь далеко за пределами офиса или квартиры. Электрический пол будет нагрет к моменту вашего прихода до наиболее комфортной для вас температуры.

Преимущества:

управление из любой точки доступа,
простой интерфейс,
экономия энергии,
универсальность,
подсветка дисплея,
защита от детей,
устойчивость к механическим воздействиям.

Монтаж терморегулятора для теплого пола осуществляется в монтажную коробку. Изделия белого цвета и с современным дизайном органичны для любых помещений. Термостат может иметь различные дополнительные опции – часы, блокировку, самодиагностику.

Гарантийный срок составляет 2-3 года. В комплект входит терморегулятор, датчик температуры, клеммный соединитель, подробная инструкция по установке и правила эксплуатации.

Возможно Вас заинтересует:

СПАСИБО!

Ваша заявка ПРИНЯТА
Наши специалисты перезвонят Вам в течении рабочего дня c 8-30 до 17-00

Вы можете заказать монтаж покупаемого оборудования

Заказать монтаж

Монтаж не нужен

Терморегуляторы для теплого электрического пола

Преимущества:

управление из любой точки доступа,
простой интерфейс,
экономия энергии,
универсальность,
подсветка дисплея,
защита от детей,
устойчивость к механическим воздействиям.

Возможно Вас заинтересует:

Датчики температуры в регулируемой отрасли

[Предыдущая глава] [Содержание] [Следующая глава]

ОТДЕЛ. ЗДРАВООХРАНЕНИЯ, ОБРАЗОВАНИЯ И
СЛУЖБА БЛАГОПОЛУЧИЯ ОБЩЕСТВЕННОГО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
АДМИНИСТРАЦИЯ ПРОДУКТОВ И НАРКОТИКОВ
* ORA / ORO / DEIO / IB *

Дата: 1/7/83 Номер: 37
Смежные программные области:
Продукты питания, лекарства, биопрепараты, медицинские приборы
и диагностические продукты

ITG ТЕМА: ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ В РЕГУЛИРУЕМОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Измерение температуры может быть выполнено пятью основными методами: (1) жидкость в стекле, (2) термометрия сопротивления, (3) термоэлектрическая термометрия, (4) оптическая / радиационная пирометрия и (5) биметалл.Исследователи больше всего знакомы с жидкостями (обычно ртутью или спиртом) в стекле и с биметаллическими (индикатор часового типа) типами. Они не будут обсуждаться в данной ITG. Кроме того, исследователи редко, если вообще когда-либо, сталкиваются с использованием оптического / радиационного пирометра. Это тоже не обсуждается. Ниже приводится краткое объяснение различий между типами сопротивления и термоэлектрическими типами, что иногда вызывает путаницу или недопонимание.

Термометрия сопротивления

Термометр сопротивления — это прибор для измерения температуры, состоящий из датчика (элемента электрической цепи, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры), каркаса, на котором устанавливается датчик, оболочки, которой защищен датчик, и проводов, с помощью которых датчик подключен к измерительному прибору, который используется для индикации влияния изменений сопротивления датчика.Термометры сопротивления обеспечивают абсолютную калибровку температур, поскольку не используются опорные спая и не требуются специальные удлинительные провода между датчиком и измерительным прибором (как в случае термопар). На рисунке 1 показана основная схема сопротивления.

Рисунок 1. Основная резистивная цепь.

(размер изображения 8 КБ)

Датчики могут быть двух типов: резистивные датчики температуры (RTD) и термисторы. Чувствительный элемент RTD состоит из сплошных проводников (обычно в форме проволоки), намотанных на изолирующий сердечник.(См. Рис. 2) Изоляционный сердечник обычно изготавливается из слюды или керамики. Проводники, намотанные в спиральную катушку для предотвращения механических ограничений во время теплового расширения, обычно изготавливаются из платины; однако никель и медь использовались. Платина лучше всего соответствует требованиям, поскольку, будучи благородным металлом, она может быть высокоочищена, устойчива к загрязнениям, механически и электрически стабильна, а зависимость между температурой и сопротивлением является довольно линейной.

Термисторы (сокращение от «термочувствительные резисторы») представляют собой элементы электрической схемы, изготовленные из твердых полупроводниковых материалов, таких как оксиды никеля, марганца, железа, кобальта, меди, магния, титана и других металлов.Металлический порошок формуют под давлением в желаемую форму, обычно в виде плоского диска (см. Рисунок 3). Диск спечен, выводы прикреплены и залиты эпоксидной смолой. Готовый термистор также может быть заключен в оболочку из пластика, нержавеющей стали, меди или алюминия, как показано на Рисунке 2 для RTD. И RTD, и термистор могут быть получены в различных конфигурациях, но обычно они выглядят, как показано на Рисунке 4, с разными диаметрами и длинами оболочки.

Термоэлектрическая термометрия

Термоэлектрический термометр — это прибор для измерения температуры, состоящий из двух непрерывных разнородных проводов термопары, идущих от измерительного спая к контрольному спайу, с медными соединительными проводами к потенциометру.В отличие от резистивных типов, в которых питание должно подаваться в цепь, цепь термопары генерирует измеряемое низкое выходное напряжение, которое почти прямо пропорционально разнице температур между «горячим» и «холодным» спаями. Единичное изменение этой разницы температур приведет к некоторому чистому изменению электродвижущей силы (ЭДС или напряжения). На рисунке 5 изображена эта схема. Термоэлектрическая термометрия использует известную зависимость между разницей температур перехода и результирующей ЭДС, создаваемой цепью термопары.Температура одного спая (эталонного спая, T1) поддерживается на постоянном известном уровне. Обычно это достигается с помощью ванны с ледяной водой (32 F). Температура другого спая (измерительного спая, T2) определяется путем измерения ЭДС цепи термопары и обращения к таблицам калибровки для конкретных материалов термопары. (См. Также ITG № 14 «Поверхностные пирометры с термопарами» от 30.12.73). Спай термопары обычно формируется путем скручивания и сплавления двух проводов вместе, как показано на рисунке 6, или они могут быть сварены встык.Готовый элемент можно использовать без покрытия или в оболочке, как показано на Рисунке 4 для датчиков резистивного типа.

В рамках регулируемой отрасли исследователь будет в то или иное время подвергаться воздействию любого или всех видов устройств для измерения температуры, упомянутых ранее. Важно, чтобы они были признаны, их работа понятна и была оценена их пригодность для каждого приложения.

Из рассмотренных типов наиболее точным, чувствительным и стабильным является RTD.Из-за стоимости он используется в основном как эталон или эталон для других датчиков температуры; однако все более широкое промышленное использование включает вводы для индикаторов, регистраторов, контроллеров, сканеров, регистраторов данных и компьютеров. Во многих случаях он заменяет точный, но хрупкий стеклянный ртутный термометр (MIG) в качестве основного средства контроля температуры стерилизатора, особенно в производстве лекарств или медицинских устройств. (Бюро пищевых продуктов на данный момент отклонило ходатайство об использовании RTD в качестве альтернативы MIG для термической обработки LACF на том основании, что существует недостаточно доказательств, подтверждающих надежность и точность.) Некоторые фирмы используют их как термопары при тепловых исследованиях стерилизаторов.

Термистор тесно связан с RTD по полезности в качестве эталона или для прямого измерения температуры. Одна из проблем в прошлом заключалась в отсутствии электрической и химической стабильности, но с новыми материалами и производственными процессами эта проблема сводится к минимуму.

Термопара широко используется в большинстве приложений для измерения температуры, особенно для исследований валидации тепла стерилизатора.Это простое устройство, состоящее всего из двух проводов, соединенных вместе на измерительном конце. Термопару можно сделать большой или маленькой в зависимости от ожидаемого срока службы, дрейфа и времени отклика. Он может быть гибким, прочным и, как правило, простым в обращении и установке. Термопара охватывает широкий диапазон температур, но линейность может быть проблемой. Хотя напряжение, генерируемое переходом, пропорционально температуре измерительного перехода, оно является нелинейным, поэтому для его перевода требуется набор таблиц или встроенный линеаризатор в контрольно-измерительные приборы.В отличие от датчиков резистивного типа, термопары не подвержены проблемам самонагрева. Кроме того, термопары одного типа взаимозаменяемы в определенных пределах погрешности. Важно, чтобы в тех случаях, когда наборы термопар используются для проведения валидационных исследований критического нагрева, они должны быть приобретены или изготовлены из проволоки одной партии производителя. Это обеспечило бы практически одинаковые рабочие характеристики для всех в наборе.

Артикулы:

Бенедикт, Роберт П., «Основы измерения температуры, давления и расхода», John Wiley & Sons, 2-е издание. 1977.
Каллен, Ховард П., «Справочник по контрольно-измерительным приборам и средствам управления», McGraw-Hill, 1961.

[Предыдущая глава] [Содержание] [Следующая глава]

Лаборатория автомобильной электроники Clemson: датчики температуры

Датчики температуры

Базовое описание

Автомобильные датчики температуры используются для измерения температуры во многих местах автомобиля и обычно состоят из термистора (термочувствительного резистора), термопары, резистивного датчика температуры (RTD) или инфракрасного устройства.Термопары обычно используются для измерений более высоких температур (например, температуры выхлопных газов), а инфракрасные датчики используются там, где прямой контакт с обнаруживаемым объектом нежелателен.

Принцип действия термопар

заключается в том, что напряжение, которое изменяется с температурой, может быть создано соединением двух разнородных металлов, соединенных вместе. Термопары можно использовать, когда требуется очень быстрое время отклика.

Терморезистивные датчики

полагаются на терморезистивные свойства некоторых металлов (обычно платины, никеля или меди) для определения изменений температуры.RTD очень линейно реагируют на изменения температуры и могут достигать хорошей точности.

Термисторы изготовлены из полупроводникового материала, сопротивление которого зависит от температуры. Термисторы имеют два варианта: положительный температурный коэффициент (PTC) и отрицательный температурный коэффициент (NTC). Эти типы относятся к направлению изменения сопротивления по отношению к повышению температуры. Например, сопротивление типа PTC будет увеличиваться с повышением температуры. Тип NTC будет вести себя противоположным образом.Термисторы обычно имеют более низкие пределы температуры, чем термопара или RTD, но они менее подвержены помехам.

Датчик температуры двигателя

Этот датчик установлен в контуре охлаждающей жидкости. Модуль управления двигателем использует свой сигнал для определения температуры двигателя. Диапазон измерения этого типа датчика обычно составляет от -40 градусов до +130 градусов Цельсия.

Датчик температуры воздуха

Датчик температуры воздуха установлен во впускном коллекторе и используется для измерения температуры всасываемого воздуха в двигатель.Модуль управления двигателем использует температуру и давление воздуха для расчета массы всасываемого воздуха. Диапазон измерения этого типа датчика обычно составляет от -40 градусов по Цельсию до +120 градусов по Цельсию.

Датчик температуры моторного масла

Этот датчик используется для расчета температуры моторного масла. Диапазон измерения датчика температуры моторного масла обычно составляет от -40 градусов до +170 градусов Цельсия.

Датчик температуры выхлопных газов

В датчике температуры выхлопных газов обычно используется платиновый измерительный резистор.Информация от этого датчика используется для регулирования системы рециркуляции выхлопных газов в двигателе. Этот датчик установлен в выхлопной системе двигателя. Диапазон измерения обычно составляет от -40 градусов до +1000 градусов Цельсия.

Датчик температуры топлива

Датчики температуры топлива расположены вдоль системы подачи топлива и обеспечивают обратную связь с PCM относительно состояния топливной системы. Температурный диапазон этих датчиков составляет от -40 до 160 градусов Цельсия.

Датчик температуры трансмиссионной жидкости

Этот датчик расположен на корпусе клапана автоматических трансмиссий и используется для измерения температуры трансмиссионной жидкости. Диапазон измерения этого датчика составляет приблизительно от -40 градусов до 210 градусов.

Датчик температуры шин и тормозных дисков

Эти датчики обычно расположены в области вокруг оболочки шины, где датчик может «видеть» излучение, испускаемое шиной или тормозным диском.Поскольку прямой контакт с этими элементами нежелателен, обычно используются инфракрасные датчики температуры (см. Дополнительную информацию по ссылке McLaren Electronic Systems ниже).

Датчик температуры дополнительного нагревателя

Некоторые вспомогательные системы (например, обогреватели сидений), которые могут быть установлены на определенных транспортных средствах, также будут иметь связанный с ними датчик температуры. Эти датчики обеспечивают обратную связь, необходимую для управления этими системами.

Датчик температуры наружного воздуха

Датчик наружной температуры позволяет человеку, находящемуся в автомобиле, знать температуру снаружи автомобиля.Часто располагается в районе переднего бампера.

Датчик температуры салона

Датчик температуры в салоне обычно находится вокруг рулевой колонки или внутри нее. Он измеряет температуру в автомобиле, которая будет сигнализировать системе HVAC о повышении или понижении температуры для соответствия желаемому диапазону температур.

Производители

Beru, Bosch, C-Temp, Casco, Continental, Delphi, Denso, Fusi, GE, Hella, Honeywell, IST, McLaren, Nippon Seiki, Sensata, Standard, Stoneridge, Texense, TI, U.S. Sensor, Vishay, Watlow

Для получения дополнительной информации

[1] Измерение температуры, Википедия.

[2] IAT или Тестирование датчика температуры всасываемого воздуха, YouTube, 27 мая 2010 г.

[3] Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя, YouTube, 27 мая 2010 г.

[4] Проверка сопротивления датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя, YouTube, 22 июня 2012 г.

[5] Датчики температуры — основы, Кэролайн Матас, Digi-Key Techzone.

3.2: Датчики температуры — Engineering LibreTexts

Введение

Датчики температуры жизненно важны для множества повседневных товаров. Например, бытовые печи, холодильники и термостаты для правильного функционирования полагаются на поддержание и контроль температуры. Температурный контроль также находит применение в химической инженерии. Примеры этого включают поддержание температуры химического реактора на идеальном заданном уровне, мониторинг температуры возможной неуправляемой реакции для обеспечения безопасности сотрудников и поддержание температуры потоков, выбрасываемых в окружающую среду, для минимизации вредного воздействия на окружающую среду.

В то время как температура обычно воспринимается людьми как «горячая», «нейтральная» или «холодная», химическая инженерия требует точных количественных измерений температуры для точного управления процессом. Это достигается за счет использования датчиков температуры и регуляторов температуры, которые обрабатывают сигналы, получаемые от датчиков.

С точки зрения термодинамики, температура изменяется как функция средней энергии движения молекул. Когда к системе добавляется тепло, движение молекул увеличивается, и система испытывает повышение температуры.Однако трудно напрямую измерить энергию движения молекул, поэтому датчики температуры обычно предназначены для измерения свойства, которое изменяется в зависимости от температуры. Затем устройства калибруются по традиционным температурным шкалам с использованием эталона (то есть точки кипения воды при известном давлении). В следующих разделах обсуждаются различные типы датчиков и регуляторов.

Датчики температуры

Датчики температуры — это устройства, используемые для измерения температуры среды.Датчики температуры бывают двух видов: 1) контактные датчики и 2) бесконтактные датчики. Однако есть 3 основных типа: термометры, датчики температуры сопротивления и термопары. Все три этих датчика измеряют физическое свойство (например, объем жидкости, ток через провод), которое изменяется в зависимости от температуры. Помимо трех основных типов датчиков температуры, существует множество других датчиков температуры, доступных для использования.

Контактные датчики

Контактные датчики температуры измеряют температуру объекта, с которым датчик контактирует, предполагая или зная, что два (датчик и объект) находятся в тепловом равновесии, другими словами, между ними нет теплового потока.

Примеры (подробное описание каждого примера приведено ниже)

Термопары
Температурные датчики сопротивления (RTD)
Термометры для полной системы
Биметаллические термометры

Бесконтактные датчики

Большинство коммерческих и научных бесконтактных датчиков температуры измеряют тепловую мощность инфракрасного или оптического излучения, полученного от известной или рассчитанной области на ее поверхности или объема внутри нее.

Примером бесконтактных датчиков температуры является пирометр, более подробное описание которого приводится в конце этого раздела.

Термометры

Термометры — наиболее распространенные датчики температуры, используемые при простых повседневных измерениях температуры. Двумя примерами термометров являются термометры Filled System и Bimetal.

Термометр заполненной системы

Знакомый жидкостный термометр представляет собой жидкость, заключенную в трубку.Объем жидкости изменяется в зависимости от температуры. Увеличение молекулярного движения с повышением температуры заставляет жидкость расширяться и двигаться по калиброванным отметкам на стороне трубки. Жидкость должна иметь относительно большой коэффициент теплового расширения, чтобы небольшие изменения температуры приводили к заметным изменениям объема. Обычный материал трубок — стекло, а обычная жидкость — спирт. Раньше ртуть была более распространенной жидкостью, пока не осознали ее токсичность. Хотя термометр с заполненной системой является самым простым и дешевым способом измерения температуры, его точность ограничена калибровочными отметками по длине трубки.Поскольку термометры заполненной системы считываются визуально и не генерируют электрические сигналы, их сложно внедрить в средства управления технологическим процессом, которые в значительной степени зависят от электрического и компьютеризированного управления.

Биметаллический термометр

В биметаллическом термометре два металла (обычно сталь и медь) с разными коэффициентами теплового расширения крепятся друг к другу с помощью заклепок или сварки. По мере увеличения температуры полосы металл с более высокими коэффициентами теплового расширения расширяется в большей степени, вызывая напряжение в материалах и прогиб полосы.Величина этого отклонения зависит от температуры. Температурные диапазоны, в которых могут использоваться эти термометры, ограничены диапазоном, в котором металлы имеют существенно разные коэффициенты теплового расширения. Биметаллические полоски часто наматывают в катушки и помещают в термостаты. Подвижный конец полосы представляет собой электрический контакт, через который передается термостат температуры.

Температурные датчики сопротивления

Вторым широко используемым датчиком температуры является датчик температуры сопротивления (RTD, также известный как термометр сопротивления).В отличие от термометров с заполненной системой, RTD предоставляет электрические средства измерения температуры, что делает его более удобным для использования с компьютеризированной системой. В RTD используется зависимость между электрическим сопротивлением и температурой, которая может быть линейной или нелинейной. RTD традиционно используются из-за их высокой точности и точности. Однако при высоких температурах (выше 700 ° C) они становятся очень неточными из-за разрушения внешней оболочки, в которой находится термометр. Следовательно, использование RTD предпочтительнее в более низких диапазонах температур, где они являются наиболее точными.

Существует два основных типа RTD: традиционный RTD и термистор. В традиционных RTD используются металлические чувствительные элементы, обеспечивающие линейную зависимость между температурой и сопротивлением. По мере увеличения температуры металла увеличивающееся беспорядочное движение молекул препятствует потоку электронов. Повышенное сопротивление измеряется как уменьшенный ток через металл при фиксированном приложенном напряжении. В термисторе используется полупроводниковый датчик, который дает зависимость степенной функции между температурой и сопротивлением.

Структура RTD

Принципиальная схема типичного RTD показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Схематическая диаграмма температурного сопротивления

Как показано на рисунке 1, RTD содержит внешнюю оболочку для предотвращения загрязнения окружающей средой. В идеале эта оболочка состоит из материала, который эффективно отводит тепло к резистору, но сопротивляется разложению под воздействием тепла или окружающей среды.

Сам датчик сопротивления отвечает за измерение температуры, как показано на схеме.Датчики чаще всего состоят из металлов, таких как платина, никель или медь. Материал, выбранный для датчика, определяет диапазон температур, в котором можно использовать RTD. Например, платиновые датчики, наиболее распространенный тип резисторов, имеют диапазон приблизительно от -200 ° C до 800 ° C. (Примеры диапазонов температур и сопротивлений для наиболее распространенных металлов резисторов показаны в таблице 1). К датчику подключены два изолированных соединительных провода. Эти выводы продолжают замыкать цепь резистора.

Таблица 1. Стандартные диапазоны температуры и сопротивления металлов
Элемент Металл	Диапазон температур	Базовое сопротивление	TCR (Ом / Ом / ° C)
Медь	-100-260 ° С	10 Ом при 0 ° C	0.00427
Никель	-100-260 ° С	120 Ом при 0 ° C	0,00672
Платина	-260-800 ° С	100 Ом при 0 ° C	0.003916

Есть 4 основные категории датчиков RTD. Существуют углеродные резисторы, пленочные термометры, проволочные термометры и катушечные элементы.

Карбоновые резисторы являются наиболее часто используемыми. Они недорогие и подходят для низких температур. На них также не влияют эффекты гистерезиса или тензодатчика. Они обычно используются исследователями.
Пленочные термометры имеют очень тонкий слой металла, часто платины, на пластине.Этот слой очень маленький, в масштабе микрометра. Эти термометры имеют различные эффекты тензодатчика в зависимости от того, из чего состоят металл и пластина. Также существуют проблемы со стабильностью, которые зависят от используемых компонентов.
В проволочных термометрах катушка обеспечивает стабильность измерения. Больший диаметр катушки увеличивает стабильность, но также увеличивает степень расширения проволоки, что увеличивает деформацию и дрейф. Они обладают очень хорошей точностью в большом диапазоне температур.
похожи на проволочные термометры и обычно заменяют их во всех промышленных применениях. Змеевик может расширяться в широком диапазоне температур, при этом обеспечивая поддержку. Это позволяет использовать широкий диапазон температур при уменьшении дрейфа.

Работа RTD

Наиболее традиционный режим работы RTD основан на линейной зависимости между сопротивлением и температурой, где сопротивление увеличивается с температурой. По этой причине большинство RTD изготовлено из платины, которая является линейной в большем диапазоне температур и устойчивой к коррозии.Однако при выборе материала резистора следует принимать во внимание такие факторы, как диапазон температур, температурная чувствительность, время отклика и долговечность. Различные материалы имеют разные диапазоны для каждой из этих характеристик.

Принцип работы RTD основан на уравнении Каллендара — Ван Дюзена , показанном в уравнении \ ref {1}, которое связывает электрическое сопротивление с температурой в ° C. Это уравнение представляет собой просто общий многочлен, который принимает форму на основе экспериментальных данных от конкретного RTD.{n} \ right) \ label {1} \]

R _T : Сопротивление при температуре T, Ом
R ₀: Сопротивление при температуре = 0 ° C, Ом
a _n : Константа сопротивления материала, ° C ⁿ ^{— 1}

Другой тип RTD — это термистор, который работает на основе экспоненциальной зависимости между электрическим сопротивлением и температурой. Термисторы в основном состоят из полупроводников и обычно используются в качестве предохранителей или токоограничивающих устройств.Термисторы обладают высокой температурной чувствительностью, но низкими диапазонами измерения температуры и чрезвычайно нелинейными. Вместо уравнения Каллендара-Ван Дюзена термистор работает на основе нелинейного уравнения (2), показанного в градусах К.

\ [R_ {T} = R_ {0} \ exp \ left (b \ left (\ frac {1} {T} — \ frac {1} {T_ {0}} \ right) \ right) \ label { 2} \]

T ₀: Начальная температура, обычно устанавливается на 298K
b : Температурный коэффициент сопротивления материала, в K

Ошибки, связанные с термометрами сопротивления, возникают из-за индивидуальных или коллективных усилий: дефектной изоляции, загрязнения резистора или ненадежных соединений выводных проводов.

Термопары

Еще один датчик температуры, часто используемый в промышленности, — это термопара. Среди различных доступных датчиков температуры термопара является наиболее широко используемым датчиком. Подобно RTD, термопара обеспечивает электрическое измерение температуры.

Структура термопары

Термопара имеет длинную тонкую стержнеобразную форму, что позволяет удобно размещать ее в небольших узких местах, до которых иначе было бы трудно добраться.Принципиальная схема типичной термопары показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Принципиальная схема конструкции термопары

Как показано на рисунке 2, термопара содержит внешнюю оболочку или защитную гильзу. Защитная гильза защищает содержимое термопары от механических и химических повреждений.

Внутри защитной гильзы проложены две металлические проволоки, каждая из которых состоит из разных металлов. Для этих металлических проволок возможны различные комбинации материалов. Три распространенных комбинации материалов термопар, используемые для измерений при умеренных температурах, — это металлические сплавы платина-родий, железо-константан и хромель-алюмель.Выбор металлических сплавов для термопары основан на значении ЭДС пары сплавов при данной температуре. Примеры значений ЭДС для наиболее распространенных материалов при различных температурах показаны в таблице 2. Для данной пары материалов два провода соединены на одном конце, образуя соединение. На другом конце два провода подключены к устройству измерения напряжения. Эти концы проводов выдерживаются при другой эталонной температуре.

Таблица 2. Общие значения температуры металла и ЭДС
Тип сплава	Значение ЭДС при 20 ° C	Значение ЭДС при 50 ° C	Значение ЭДС при 100 ° C
Платина-родий	0.113 мВ	0,299 мВ	0,646 мВ
Железо-константан	1,019 мВ	2,585 мВ	5,269 мВ
Хромель-Алюмель	0.798 мВ	2,023 мВ	4,096 мВ

Для поддержания эталонной температуры на известной постоянной температуре используются различные методы. Один из методов заключается в размещении эталонного спая либо в ледяной бане, либо в печи, поддерживаемой при постоянной температуре. Чаще всего эталонная температура поддерживается электронным способом.Хотя эталонные температуры с электронным управлением не так стабильны, как ледяная баня, они более удобны для использования. Эталонные температуры также могут поддерживаться с помощью температурной компенсации и зонных боксов, которые представляют собой области с однородной температурой. Разность напряжений на эталонном спайе измеряется и отправляется на компьютер, который затем вычисляет температуру на основе этих данных.

Работа термопары

Основным принципом, на котором основана функция термопары, является разница в проводимости двух материалов, из которых изготовлена термопара, при заданной температуре.Эта разница проводимости увеличивается при более высоких температурах и, наоборот, разница проводимости уменьшается при более низких температурах. Это несоответствие приводит к тому, что термопары более эффективны и полезны при более высоких температурах. Поскольку разница в проводимости мала при более низких температурах и, следовательно, их труднее обнаружить, они неэффективны и крайне ненадежны при низких температурах.

Разница проводимости между двумя проводами, наряду с разницей температур между двумя соединениями, создает электрический ток, который течет через термопару.Первая точка соединения, то есть точка, в которой соединяются два провода, находится внутри среды, температура которой измеряется. Вторая точка соединения постоянно поддерживается при известной контрольной температуре. Когда температура среды отличается от эталонной температуры, через цепь протекает ток. Сила этого тока зависит от температуры среды, эталонной температуры и материалов металлических проводов. Поскольку эталонная температура и материалы известны, температуру среды можно определить по силе тока.

Ошибка, связанная с термопарой, возникает при более низких температурах из-за трудности определения разницы в проводимости. Поэтому термопары чаще используются при более высоких температурах (выше -125 ° C), потому что легче обнаружить разницу в проводимости. Термопары могут работать в широком диапазоне температур от -200 ° C до 2320 ° C, что указывает на их надежность и широкое применение. Термопары работают в этом широком диапазоне температур, не нуждаясь в батареях в качестве источника питания.Следует отметить, что изоляция провода может со временем изнашиваться при интенсивном использовании, что требует периодических проверок и технического обслуживания для сохранения точности термопары.

Для определения температуры среды по силе тока необходимо знать значения ЭДС или напряжения тока и материалов проводов при эталонных температурах. Часто измеренную температуру можно найти с помощью стандартных таблиц термопар. Однако эти таблицы часто ссылаются на 0 ° C.Чтобы исправить эту другую эталонную температуру, можно использовать уравнение (3) для расчета температуры по заданному току.

\ [\ xi_ {T_ {1}, T_ {3}} = \ xi_ {T_ {1}, T_ {2}} + \ xi_ {T_ {2}, T_ {3}} \ label {3} \ ]

: ЭДС комбинации сплавов, возникающая при двух разных температурах
T ₁: температура среды, температуру которой необходимо определить
T ₂: эталонная температура термопары
T ₃ : эталонная температура стандартной таблицы термопар, которая в данном случае составляет 0 ° C

После вычисления ЭДС между двумя сплавами относительно эталонной температуры, когда \ (T_3 \) равно 0 ° C, стандартную таблицу термопар можно использовать для определения температуры T1 среды.Эта температура обычно автоматически отображается на термопаре.

Помимо обычных случаев, когда термопары помещают в жидкость для измерения изменения температуры, термопары также могут быть встроены в твердые тела с превосходными результатами. Это очень эффективно при установлении различных термических свойств твердого тела. Теплопередача к термопаре теперь будет в форме кондуктивной теплопередачи. В результате эта установка будет очень похожа на последовательную теплопроводность, поскольку термопара почти всегда изготавливается из другого материала, чем реальное твердое тело.Такие расхождения зависят от того, каким образом термопара встроена в твердое тело, и их следует принимать во внимание при расчете и анализе тепловых свойств. Один из примеров показан на фото ниже.

Рисунок 3. Принципиальная схема работы термопары

Законы для термопар

Закон однородности материала: если все провода и термопара сделаны из одного материала, изменения температуры в проводке не влияют на выходное напряжение.Таким образом, нужны разные материалы, чтобы адекватно отражать температуру.
Закон промежуточных материалов: сумма всех термоэлектрических сил в цепи с несколькими разнородными материалами при постоянной температуре равна нулю. Это означает, что если третий материал добавляется при той же температуре, новый материал не генерирует никакого сетевого напряжения.
Закон последовательных или промежуточных температур: если два разнородных однородных материала производят термоэдс 1, когда переходы находятся в точках T1 и T2, и создают термоэдс 2, когда переходы находятся в точках T2 и T3, то ЭДС, генерируемая, когда переходы находятся в точках T1 и T3, будет равна эмф1 + эмф2.

Заявка

Сталелитейная промышленность: мониторинг температуры и химического состава на протяжении всего процесса производства стали
Безопасность отопительных приборов: термопары в отказоустойчивом режиме используются в печах и водонагревателях для обнаружения пламени запального пламени, чтобы предотвратить возгорание и опасность для здоровья
Производство: Испытание прототипа электрического и механического оборудования
Технологические установки: химические производственные и нефтеперерабатывающие заводы используют компьютерные программы для просмотра температуры в различных местах.В этой ситуации несколько выводов термопары подводятся к общему эталонному блоку.

Пирометры

В отличие от термометра, RTD и термопары, пирометры (бесконтактные датчики температуры) измеряют количество излучаемого тепла, а не количество тепла, переданного и переданного датчику. Существуют различные типы пирометров, такие как пирометры полного излучения и фотоэлектрические пирометры. Ниже представлена схема оптического пирометра на Рисунке 4.

Рисунок 4.Принципиальная схема оптического пирометра

Эти пирометры различаются по типу измеряемого излучения. Есть много факторов, которые влияют на количество обнаруженного излучаемого тепла, поэтому необходимо сделать много предположений относительно излучательной способности или меры того, как излучается тепло объекта. Эти предположения основаны на способе излучения тепла, а также на геометрии объекта. Поскольку температура зависит от излучательной способности тела, эти предположения относительно излучательной способности вносят неопределенности и неточности в показания температуры.Поэтому из-за связанной с ними ошибки пирометры нечасто используются в промышленности.

Таблица 3. Обзор датчиков температуры

Существует несколько различных типов пирометров. Есть оптические и радиационные пирометры.

Как работают оптические пирометры:

Сравнивает цвет видимого света, испускаемого объектом, с цветом электрически нагреваемой проволоки.
Проволока может быть настроена на определенную температуру
Провод можно отрегулировать вручную для сравнения двух объектов

Как работают радиационные пирометры:

Этот датчик работает путем измерения излучения (инфракрасного или видимого света), испускаемого объектом
Излучение нагревает термопару в пирометре, которая, в свою очередь, индуцирует ток
Чем больше индуцируемый ток, тем выше температура.

Пирометры обычно используются при очень высоких температурах, но могут использоваться и при более низких температурах.Пирометры находят множество промышленных применений. Операторы завода могут использовать пирометры, чтобы определить, при какой температуре происходят определенные процессы. Обратной стороной пирометров является то, что они не очень точны, как термопары или датчики RTD. Это потому, что они полагаются на количественную оценку цветов света.

Регуляторы температуры

Терморегуляторы, также известные как терморегулирующие клапаны (TCV), физически контролируют, а также измеряют температуру. Регуляторы температуры не могут напрямую поддерживать заданное значение; вместо этого они связывают нагрузку (в данном случае открытие клапана) с контролем (измерением температуры).Эти регуляторы наиболее полезны, когда температура соотносится с потоком вещества. Например, TCV можно использовать для контроля температуры экзотермической реакции, которая требует постоянного охлаждения. TCV измеряет температуру реакции и на основе этой температуры либо увеличивает, либо уменьшает расход охлаждающей жидкости для регулирования температуры реакции. Точно так же регулятор можно использовать для регулировки количества потока пара, который обычно используется для нагрева вещества.Следовательно, регулируя расход, регулятор может косвенно регулировать температуру данной среды.

Структура регулятора

Структура типичного терморегулятора состоит из четырех основных частей, как показано на рисунке 3. Элемент измерения температуры, который в большинстве случаев является датчиком температуры, как описано выше, посылает электрический или механический сигнал через разъем на привод. Затем привод использует этот сигнал для воздействия на источник питания, который определяет положение клапана.(Это будет подробнее описано в следующем разделе.)

Рисунок 3. Принципиальная схема конструкции регулятора температуры. Примечание. Привод состоит из капиллярной трубки, источника питания и регулятора.

Работа регулятора

Терморегулятор работает на основе механических средств регулирования температуры. Как упоминалось ранее, колба регулятора обычно заполнена теплопроводящим веществом. Из-за свойств теплового расширения этого вещества, вещество расширяется при повышении температуры.Это расширение вызывает изменение давления привода, которое коррелирует с температурой среды. Это изменение давления меняет положение клапана на регуляторе, который регулирует расход охлаждающей жидкости. Затем температура среды изменяется за счет изменения расхода этого хладагента.

Типы регуляторов температуры

Хотя все регуляторы имеют одинаковую базовую конструкцию и предназначение, они существуют во множестве форм. В частности, эти регуляторы различаются по четырем основным направлениям: элементы определения температуры, размещение датчика температуры, тип привода и тип клапана.

Элементы измерения температуры

В большинстве систем регулирования температуры в качестве датчиков температуры используются термопары или RTD. (Описано выше) Для этих систем разъем — компьютер. Датчики посылают электрический сигнал на компьютер, который рассчитывает температуру. Затем компьютер сравнивает температуру, измеренную датчиком, с запрограммированной заданной температурой, таким образом определяя необходимое давление в приводе. Давление в приводе изменяет положение источника питания (диафрагмы или сильфона), что, следовательно, изменяет расход через клапан.

В некоторых системах регулирования температуры в качестве датчика температуры используется заполненная груша. Исходя из свойств теплового расширения материала внутри баллона, материал расширяется при повышении температуры. Это расширение вызывает изменение давления в приводе. Привод изменения давления затем меняет положение источника питания. Опять же, изменение источника питания изменяет расход через клапан.

Системы регулирования температуры, использующие термопары или RTD в качестве датчиков температуры, гораздо более распространены, чем системы регулирования с использованием заполненных колб.

Размещение датчика температуры: внутреннее и дистанционное обнаружение

Определение температуры может быть выполнено с помощью внутренних или удаленных элементов. Для внутренних датчиков температуры термопривод и датчик температуры полностью расположены внутри клапана. Для удаленных датчиков температуры первичный элемент определения температуры отделен от привода и клапана и подключается к приводу либо с помощью электрической проводки, либо с помощью капиллярной трубки, в зависимости от механизма датчика температуры.Дистанционные датчики температуры более распространены, поскольку использование внутренних датчиков температуры ограничено. Датчики внутренней температуры могут измерять только температуру жидкости, протекающей через клапан, но не температуру технологического процесса.

Тип привода: Тепловые системы

В терморегуляторах используются четыре основных категории термоприводов. Термоприводы производят мощность и работают на источнике питания пропорционально измеренной температуре технологического процесса.Типы приводов включают систему с паровым наполнением, систему с жидкостью, систему с горячей камерой и систему с плавлением или с воском. Из всех упомянутых тепловых систем наиболее распространены системы, заполненные жидкостью, поскольку они линейно связывают изменение температуры и давления.

Системы с паровым заполнением

В системе, заполненной паром, термопривод частично заполнен летучей жидкостью. По мере увеличения температуры датчика давление пара жидкости также увеличивается.Это увеличивает давление на источник питания и регулирует расход через клапан.

Системы с жидким заполнением

В системах, заполненных жидкостью, термопривод заполнен химически стабильной жидкостью, например углеводородом. При повышении температуры жидкость расширяется, создавая силу, действующую на источник энергии.

Системы с горячей камерой

В системах с горячей камерой термопривод частично заполнен летучей жидкостью.Повышение температуры системы заставляет часть этой жидкости попадать в силовой агрегат, где тепло агрегата заставляет эту жидкость превращаться в перегретый пар. Повышение давления создает силу на источнике питания.

Системы плавленого типа (заполненные воском)

Из всех упомянутых систем система термоядерного типа является наименее распространенной. В системе плавления термопривод заполнен специальными парафинами, такими как углеводороды, силиконы и природные парафины.Воск содержит большое количество меди, что улучшает теплоотдачу воска. При повышении температуры воск расширяется, создавая силу, меняющую положение источника питания.

Тип клапана: с прямым и пилотным приводом

В терморегуляторах используются два основных типа клапанов — это клапаны с прямым и пилотным приводом. Во всех таких терморегуляторах есть источник питания (например, сильфон и диафрагмы), который обеспечивает усилие, необходимое для изменения положения клапана для регулирования температуры.Эти источники энергии полагаются на изменение давления привода, чтобы правильно регулировать температуру. В TCV с прямым приводом этот силовой агрегат напрямую подключен к клапану, который обеспечивает усилие, необходимое для открытия и закрытия клапана. В TCV с пилотным приводом термический привод перемещает пилотный клапан, который затем передает энергию в виде давления на поршень, который затем обеспечивает работу, необходимую для изменения положения основного клапана.

TCV

с прямым приводом часто намного проще по конструкции, чем TCV с пилотным приводом, и поэтому они также намного дешевле.Кроме того, они лучше реагируют на меньшие изменения температуры и более точно отражают температуру среды. Таким образом, если для обеспечения правильной работы важна точная температура системы, следует использовать TCV с прямым приводом. TCV с пилотным приводом обычно имеют гораздо меньшие устройства измерения температуры, более быстрое время отклика и способность выдерживать гораздо более высокие давления через регулирующий клапан. Следовательно, при высоких давлениях или быстрых изменениях температуры следует использовать TCV с пилотным приводом.

Пример резистивного датчика температуры

Примечание. Этот пример задачи был создан для демонстрационных целей.

Недавно нанятый инженер-химик в Hypothetical Industries отвечает за мониторинг и поддержание температуры одной из экзотермических реакций компании. В этом процессе для измерения температуры процесса используется термометр с платиновым резистором, свойства которого приведены ниже. Идеальный диапазон реакции составляет от 250 ° C до 350 ° C.Ниже 250 ° C катализатор перестает функционировать, а выше 350 ° C его можно классифицировать как неуправляемую реакцию. Инженер может управлять паром и охлаждающей водой, чтобы регулировать температуру процесса.

Опишите, какие изменения следует внести инженеру в расход охлаждающей жидкости или пара, чтобы система функционировала оптимально.

Вариант I: R _T = 25 Ом

Вариант II: R _T = 13,9 Ом

Случай III: R _T = 19.4 Ом

ПРЕДОСТАВЛЕННЫЕ ДАННЫЕ:

R _T = R ₀ (1 + a ₁ T + a ₂ T ²)

R Ом
a ₁ = 3,91 x 10 ^{— 3} (° C)
a ₂ = — 6,72 x 10 ^{— 8} (° C ^{— 2})

Решение:

Замените данное значение R _T для каждого из 3 случаев в математические вычисления ниже, чтобы получить ответы, мы разработали Случай I с соответствующими числами ниже.

Дело I:

1. Фактор R ₀ по всей правой части уравнения.
2. Вычтем R _T из обеих частей уравнения.
3. Решите относительно T с помощью квадратного уравнения.

АЛЬТЕРНАТИВНОЕ решение:
1. Поскольку константа a ₂ настолько мала ( x 10 ^{— 7}), мы можем просто пренебречь этим членом.
2. Теперь проблема представляет собой простое линейное уравнение, которое можно решить, выделив T на одной стороне уравнения.

Ответы:

Случай I. Инженер должен начать вливать охлаждающую воду в процесс реакции, поскольку температура составляет ~ 500 ° C, что на
выше соответствующего диапазона.
Дело II. Инженер должен увеличить подачу пара в процесс реакции, поскольку температура составляет ~ 125 ° C, что ниже
соответствующего диапазона.
Дело III. Инженеру не нужно ничего делать, потому что температура находится в соответствующем диапазоне ~ 300 ° C.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): датчик температуры

Вы инженер-химик в компании Hypothetical Industries и отвечаете за мониторинг и регулирование температуры одной из реакций компании. Определите, какой датчик температуры следует использовать для оптимального измерения и регулирования температуры реакции в каждой из следующих ситуаций.

Вариант I. T = 900 ° C
Дело II. T = 500 ° C, но расположение датчика в большом реакторе непрерывного действия затрудняет ремонт
Дело III.T = 50 ° C, и вы оцениваете текущую температуру реакции лабораторного масштаба

Решение

Случай I. Мы знаем, что реакция протекает при 900 ° C. Принимая эту оптимальную температуру в качестве единственного необходимого параметра, датчик температуры будет термопарой. Температура вне диапазона для термометров сопротивления. Обычные термометры не посылают электрических сигналов; поэтому их нельзя использовать для этого процесса.
Дело II. Хотя эта температура находится в пределах рабочих диапазонов как термопар, так и RTD, поскольку датчик может быть труднодоступным для ремонта, мы должны использовать RTD, поскольку термопары теряют точность после длительного использования.
Дело III. Поскольку температура находится в пределах диапазона всех трех датчиков, и нам нужна только приблизительная оценка температуры, мы можем использовать термометр, который будет намного дешевле, чем альтернативные датчики.

Как калибровать датчики температуры

Измерение температуры — одно из наиболее распространенных измерений в обрабатывающей промышленности.

Каждый контур измерения температуры имеет датчик температуры в качестве первого компонента в контуре.Итак, все начинается с датчика температуры. Датчик температуры играет жизненно важную роль в обеспечении точности всего цикла измерения температуры.

Как и любой другой измерительный прибор, для которого требуется точность, датчик температуры также необходимо регулярно калибровать. Зачем вам измерять температуру, если вас не волнует точность?

В этом сообщении блога я рассмотрю , как калибровать датчики температуры , и , . Каковы наиболее распространенные вещи, которые следует учитывать при калибровке датчиков температуры .

Загрузите эту статью в виде бесплатного файла в формате pdf

Что такое датчик температуры?

Давайте начнем с основ … обсудим, что такое датчик температуры:

Как видно из названия, датчик температуры — это прибор, который можно использовать для измерения температуры. Он имеет выходной сигнал, пропорциональный приложенной температуре. Когда температура датчика изменяется, соответственно изменяется и выходной сигнал.

Существуют различные типы датчиков температуры с разными выходными сигналами.У некоторых есть выход сопротивления, у некоторых есть сигнал напряжения, у некоторых есть цифровой сигнал и многое другое.

На практике в промышленных приложениях сигнал от датчика температуры обычно подключается к датчику температуры, который преобразует сигнал в формат, который легче передавать на большие расстояния, в систему управления (DCS, SCADA). Стандартный сигнал от 4 до 20 мА используется в течение десятилетий, так как токовый сигнал может передаваться на большие расстояния, и ток не меняется, даже если есть некоторое сопротивление вдоль проводов.В настоящее время принимаются передатчики с цифровыми сигналами или даже беспроводными сигналами.

В любом случае, для измерения температуры используется датчик температуры.

Измерение выхода датчика температуры

Поскольку большинство датчиков температуры имеют электрический выход, очевидно, что этот выход нужно как-то измерить. При этом вам необходимо иметь измерительное устройство, например, для измерения выхода, сопротивления или напряжения.

Измерительный прибор часто отображает электрическую величину (сопротивление, напряжение), а не температуру.Поэтому необходимо знать, как преобразовать этот электрический сигнал в значение температуры.

Большинство стандартных датчиков температуры соответствуют международным стандартам, в которых указано, как рассчитывать преобразование электричества в температуру с помощью таблицы или формулы. Если у вас нестандартный датчик, вам может потребоваться получить эту информацию у производителя датчика.

Существуют также измерительные устройства, которые могут отображать сигнал датчика температуры непосредственно в виде температуры. Эти устройства также измеряют электрический сигнал (сопротивление, напряжение) и имеют таблицы датчиков (или полиномы / формулы), запрограммированные внутри, поэтому они преобразуют его в температуру.Например, калибраторы температуры обычно поддерживают самые распространенные датчики RTD (резистивный датчик температуры) и термопары (T / C), используемые в обрабатывающей промышленности.

Итак, как откалибровать датчик температуры?

Прежде чем мы перейдем к различным вещам, которые следует учитывать при калибровке датчика температуры, давайте взглянем на общий принцип.

Во-первых, поскольку датчик температуры измеряет температуру, вам потребуется известная температура, чтобы погрузить датчик и откалибровать его.Невозможно «смоделировать» температуру, но вы должны создать реальную температуру , используя источник температуры.

Вы можете создать точную температуру или использовать откалиброванный эталонный датчик температуры для измерения созданной температуры. Например, вы можете вставить эталонный датчик и датчик, который нужно калибровать, в жидкую баню (предпочтительно в ванну с мешалкой) и выполнить калибровку в этой температурной точке. В качестве альтернативы можно использовать так называемый источник температуры сухого блока.

В качестве примера, использование ледяной бани с перемешиванием обеспечивает довольно хорошую точность для калибровки точки 0 ° C (32 ° F).

Для промышленной и профессиональной калибровки обычно используются температурные ванны или сухие блоки. Их можно запрограммировать на нагрев или охлаждение до определенной уставки.

В некоторых промышленных приложениях принято регулярно заменять датчики температуры, а не калибровать датчики регулярно.

Как откалибровать датчики температуры — что нужно учитывать

Давайте начнем копаться в фактической калибровке датчиков температуры и различных вещах, которые следует учитывать….

1 — Датчик температуры обращения

Различные датчики имеют разную механическую структуру и разную механическую прочность.

Самые точные датчики SPRT (стандартный платиновый термометр сопротивления), используемые в качестве эталонных датчиков в температурных лабораториях, очень хрупкие. Сотрудники нашей лаборатории калибровки температуры говорят, что если SPRT касается чего-либо и вы слышите какой-либо звук, датчик необходимо проверить перед дальнейшим использованием.

К счастью, большинство промышленных датчиков температуры надежны и выдержат нормальное обращение.Есть некоторые промышленные датчики, которые сделаны очень прочными и выдерживают довольно грубое обращение.

Но если вы не уверены в конструкции датчика, который следует откалибровать, лучше перестраховаться.

Нет ничего плохого в том, чтобы обращаться с любым датчиком, как с SPRT.

Помимо механических ударов, очень быстрое изменение температуры может вызвать удар по датчику и повредить его или повлиять на точность.

Термопары обычно не так чувствительны, как датчики RTD.

2 — Подготовка

Обычно подготовки не так много, но есть некоторые моменты, которые следует учитывать. Сначала выполняется визуальный осмотр, чтобы убедиться, что датчик выглядит нормально, что он не изогнут и не поврежден, а провода выглядят нормально.

Внешнее загрязнение может быть проблемой, поэтому полезно знать, где использовался датчик и какой тип среды он измерял. Возможно, вам потребуется очистить датчик перед калибровкой, особенно если вы планируете использовать жидкую баню для калибровки.

Сопротивление изоляции датчика RTD можно измерить до калибровки. Это необходимо для того, чтобы убедиться, что датчик не поврежден, а изоляция между датчиком и шасси достаточно высока. Падение сопротивления изоляции может вызвать ошибку в измерениях и является признаком повреждения датчика.

3 — Источник температуры

Как уже упоминалось, вам понадобится источник температуры для калибровки датчика температуры. Имитировать температуру просто невозможно.

В промышленных целях чаще всего используется температурный сухой блок. Он удобный, портативный и, как правило, достаточно точный.

Для повышения точности можно использовать жидкостную ванну. Во всяком случае, это обычно не так легко переносить, но его можно использовать в лабораторных условиях.

Для получения нулевой точки по Цельсию часто используют ледяную баню с перемешиванием. Это довольно просто и доступно, но обеспечивает хорошую точность нулевой точки.

Для наиболее точного измерения температуры используются ячейки с фиксированной точкой.Они очень точные, но и очень дорогие. Они в основном используются в точных (и аккредитованных) лабораториях по калибровке температуры.

4 — Датчик эталонной температуры

Температура создается некоторыми источниками тепла, упомянутыми в предыдущей главе. Очевидно, вам необходимо с очень высокой степенью точности знать температуру источника тепла. Сухие блоки и жидкие ванны оснащены внутренним эталонным датчиком, измеряющим температуру. Но для получения более точных результатов вам следует использовать отдельный точный эталонный датчик температуры, который вводится при той же температуре, что и датчик (и), подлежащий калибровке.Такой эталонный датчик будет более точно измерять температуру, которую измеряет калибруемый датчик.

Естественно, эталонный датчик должен иметь действительную прослеживаемую калибровку. Легче отправить эталонный датчик на калибровку, чем послать весь источник температуры (хорошо также иметь в виду температурный градиент температурного блока, если у вас всегда калибруется только эталонный датчик, а не блок).

Что касается термодинамических характеристик, эталонный датчик должен быть как можно более похожим на калибруемый датчик, чтобы гарантировать, что они ведут себя одинаково при изменении температуры.

Эталонный датчик и калибруемый датчик должны быть погружены в источник температуры на одинаковую глубину. Обычно все датчики погружаются на дно сухого блока. С очень короткими датчиками это становится труднее, поскольку они будут погружать в источник температуры только ограниченную глубину, и вы должны убедиться, что ваш эталонный датчик погружен на одинаковую глубину. В некоторых случаях для этого требуется использование специального короткого эталонного датчика.

При использовании ячеек с фиксированной точкой вам не нужен какой-либо эталонный датчик, потому что температура основана на физических явлениях и очень точна по своей природе.

5 — Измерение выходного сигнала датчика температуры

Большинство датчиков температуры имеют электрический выход (сопротивление или напряжение), который необходимо измерить и преобразовать в температуру. Итак, вам нужно какое-то устройство, которое будет использоваться для измерения. Некоторые источники температуры предлагают также каналы измерения для датчиков, как тестируемого устройства (DUT), так и эталонного.

Если вы измеряете электрическую мощность, вам нужно будет преобразовать ее в температуру, используя международные стандарты.В большинстве промышленных случаев вы будете использовать измерительное устройство, которое может выполнить преобразование за вас, чтобы вы могли удобно видеть сигнал в единицах измерения температуры (по Цельсию или по Фаренгейту).

Что бы вы ни использовали для измерения, убедитесь, что вы знаете точность и погрешность устройства, и убедитесь, что оно имеет действительную прослеживаемую калибровку.

6 — Глубина погружения

Глубина погружения (насколько глубоко вы вставляете датчик в источник температуры) является одним из важных факторов, учитываемых при калибровке датчиков температуры.

Сотрудники нашей лаборатории калибровки температуры дали следующее практическое правило при использовании жидкой бани с перемешиванием:

Точность 1% — погружение на 5 диаметров + длина чувствительного элемента
Погрешность 0,01% — погружение на 10 диаметров + длина чувствительного элемента
Точность 0,0001% — 15 диаметров погружения + длина чувствительного элемента

Теплопроводность в ванне с перемешиваемой жидкостью лучше, чем в сухом блоке, а требуемая глубина погружения меньше.

Для сухих блоков Euramet рекомендует погружать в воду в 15 раз больше диаметра датчика, добавленного к длине чувствительного элемента.Итак, если у вас есть датчик диаметром 6 мм с элементом 40 мм внутри, вы погружаете его (6 мм x 15 + 40 мм) на 130 мм.

Иногда бывает трудно узнать, как долго фактически элемент находится внутри датчика, но это следует указать в технических характеристиках датчика.

Также вы должны знать, где находится чувствительный элемент (он не всегда находится на самом конце сенсора).

Калибруемый датчик и эталонный датчик должны быть погружены на одинаковую глубину, чтобы средние точки реальных сенсорных элементов находились на одинаковой глубине.

Естественно, что очень короткие датчики невозможно погрузить очень глубоко. Это одна из причин высокой неопределенности при калибровке коротких датчиков.

7 — Стабилизация

Помните, что датчик температуры всегда измеряет собственную температуру!

Температура изменяется довольно медленно, и вы всегда должны ждать достаточно долго, чтобы все детали стабилизировались до заданной температуры. Когда вы вставляете датчик в температуру, всегда проходит некоторое время, прежде чем температура датчика достигнет этой температуры и стабилизируется.

Ваш эталонный датчик и калибруемый датчик (DUT) могут иметь очень разные термодинамические характеристики, особенно если они отличаются механически.

Часто одна из самых больших неопределенностей, связанных с калибровкой температуры, может заключаться в том, что калибровка выполняется слишком быстро.

Если вы чаще всего калибруете датчики аналогичного типа, целесообразно провести некоторые типовые тесты, чтобы изучить поведение этих датчиков.

8 — Ручка датчика температуры

Деталь ручки датчика или переходное соединение обычно имеет предел того, насколько он может быть горячим.Если он нагреется слишком горячим, датчик может быть поврежден. Убедитесь, что вы знаете характеристики калибруемых датчиков.

При калибровке при высоких температурах рекомендуется использовать температурный экран для защиты ручки датчика.

9 — Калиброванный диапазон температур

При использовании датчиков температуры довольно часто вы не откалибруете весь температурный диапазон датчика.

Вы должны быть осторожны при калибровке самого верхнего предела диапазона.Например, датчик RTD может постоянно дрейфовать, если вы откалибруете его при слишком высокой температуре.

Кроме того, калибровка самых холодных точек диапазона температур датчика может быть трудной / дорогой.

Таким образом, рекомендуется откалибровать диапазон температур, в котором будет использоваться датчик.

10 — Точки калибровки

При промышленной калибровке вам необходимо выбрать достаточно точек калибровки, чтобы убедиться, что датчик является линейным . Часто бывает достаточно откалибровать от 3 до 5 точек во всем диапазоне.

В зависимости от типа датчика вам может потребоваться взять больше точек, если вы знаете, что датчик может быть нелинейным.

Если вы калибруете платиновые датчики и планируете рассчитывать коэффициенты на основе результатов калибровки, вам необходимо выполнить калибровку в подходящих точках температуры, чтобы иметь возможность рассчитывать коэффициенты. Наиболее распространенными коэффициентами для платиновых датчиков являются коэффициенты ITS-90 и Каллендара ван Дюзена. Для термисторов можно использовать коэффициенты Стейнхарта-Харта.

Когда датчики калибруются в аккредитованной лаборатории, точки также могут быть выбраны на основе наименьшей погрешности лаборатории.

11 — Регулировка / подстройка датчика температуры

К сожалению, большинство датчиков температуры нельзя отрегулировать или подрезать. Поэтому, если вы обнаружите ошибку в калибровке, вы не сможете ее отрегулировать. Вместо этого вам нужно будет использовать коэффициенты для корректировки показаний датчика.

В некоторых случаях вы можете компенсировать ошибку датчика в других частях контура измерения температуры (в преобразователе или в DCS).

Другие моменты, которые следует учитывать

Документация

Как и при любой калибровке, калибровка датчика температуры должна быть задокументирована в сертификате калибровки.

Прослеживаемость

При калибровке используемый эталонный стандарт должен иметь действительную прослеживаемость к национальным стандартам или их эквиваленту. Прослеживаемость должна представлять собой непрерывную цепочку калибровок, каждая из которых имеет установленную погрешность.

Дополнительную информацию о метрологической прослеживаемости см. В сообщении в блоге Метрологическая прослеживаемость при калибровке — можно ли отследить?

Неопределенность

Как всегда при калибровке, также при калибровке датчика температуры вы должны знать общую неопределенность процесса калибровки. При калибровке температуры процесс калибровки (способ, которым вы выполняете калибровку) может легко оказаться самым большим компонентом неопределенности в общей неопределенности.

Дополнительную информацию о неопределенности калибровки см. В сообщении блога Неопределенность калибровки для манекенов

Автоматизация калибровки

Калибровка температуры всегда выполняется довольно медленно, поскольку температура изменяется медленно, и вам нужно дождаться стабилизации.Вы можете получить большую выгоду, если сможете автоматизировать калибровку температуры. Калибровка все равно займет много времени, но если она автоматизирована, вам не нужно ждать ее.

Это, естественно, сэкономит вам время и деньги.

Кроме того, при автоматизации вы можете быть уверены, что калибровка всегда выполняется одинаково.

Загрузите бесплатный информационный документ

Щелкните изображение ниже, чтобы загрузить эту статью в виде бесплатного файла в формате pdf:

Другие блоги по теме

Если вы нашли этот пост в блоге интересным, вам могут понравиться и эти в списке ниже.Не стесняйтесь просматривать все статьи в блоге Beamex , возможно, вы найдете какие-нибудь интересные статьи для чтения.

Растворы Beamex для калибровки температуры

Пожалуйста, ознакомьтесь с новым калибратором температуры Beamex MC6-T, который является идеальным инструментом для калибровки датчика температуры и многого другого. Щелкните изображение ниже, чтобы узнать больше:

Пожалуйста, проверьте также, что еще Beamex может предложить вам для калибровки температуры или услуг калибровки температуры .

Благодарим сотрудников нашей аккредитованной лаборатории калибровки температуры за их помощь в создании этой статьи. Особая благодарность господину Тони Алатало , руководителю нашей аккредитованной лаборатории температуры!

Что такое датчик температуры?

Вы когда-нибудь оставляли свой смартфон в машине в жаркий день? Если это так, на вашем экране могло быть изображение термометра и предупреждение о том, что ваш телефон перегрелся. Это потому, что есть крошечный встроенный датчик температуры, который измеряет внутреннюю температуру вашего телефона.Как только внутри телефона достигается определенная температура (например, iPhone выключается при температуре около 113 градусов по Фаренгейту), датчик температуры отправляет электронный сигнал на встроенный компьютер. Это, в свою очередь, ограничивает доступ пользователей к каким-либо приложениям или функциям до тех пор, пока телефон снова не остынет, поскольку запущенные программы могут только еще больше повредить внутренние компоненты телефона.

Датчик температуры — это электронное устройство, которое измеряет температуру окружающей среды и преобразует входные данные в электронные данные для регистрации, отслеживания или сигнализации изменений температуры.Есть много разных типов датчиков температуры. Некоторые датчики температуры требуют прямого контакта с контролируемым физическим объектом (контактные датчики температуры), в то время как другие измеряют температуру объекта косвенно (бесконтактные датчики температуры).

Бесконтактные датчики температуры обычно являются инфракрасными (ИК) датчиками. Они удаленно обнаруживают инфракрасную энергию, излучаемую объектом, и отправляют сигнал на откалиброванную электронную схему, которая определяет температуру объекта.

Среди контактных датчиков температуры есть термопары и термисторы. Термопара состоит из двух проводников, каждый из которых изготовлен из металла разного типа, которые соединены на конце, образуя спай. Когда соединение подвергается нагреву, создается напряжение, которое напрямую соответствует входной температуре. Это происходит из-за явления, называемого термоэлектрическим эффектом. Термопары, как правило, недорогие, так как их конструкция и материалы просты. Другой тип контактного датчика температуры называется термистором.В термисторах сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Существует два основных типа термисторов: отрицательный температурный коэффициент (NTC) и положительный температурный коэффициент (PTC). Термисторы более точны, чем термопары (способны измерять в пределах 0,05–1,5 градусов Цельсия), и они сделаны из керамики или полимеров. Температурные датчики сопротивления (RTD), по сути, являются металлическим аналогом термисторов, и они являются наиболее точным и дорогим типом датчиков температуры.

Датчики температуры используются в автомобилях, медицинских устройствах, компьютерах, кухонных приборах и другом оборудовании.

Температура срабатывания

Curr Biol. Авторская рукопись; доступно в PMC 2014, 22 апреля.

Опубликован в окончательной редакции как:

PMCID: PMC3685181

NIHMSID: NIHMS472075

Департамент биологии и Национальный центр поведенческой геномики, Университет Брандейса, Уолтем, Массачусетс, США 9 054 Окончательная отредактированная версия этой статьи издателем доступна на Curr Biol. См. Другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.

Температура — это вездесущая физическая переменная, отражающая вращательное, колебательное и поступательное движение материи, то, что Ричард Фейнман назвал «покачиванием» атомов. Температура меняется в зависимости от пространства и времени, и это изменение оказывает драматическое влияние на физиологию живых клеток. Он изменяет скорость и характер химических реакций, а также изменяет конфигурацию атомов, из которых состоят нуклеиновые кислоты, белки, липиды и другие биомолекулы, что значительно влияет на их активность.Хотя жизнь, возможно, зародилась в «теплом маленьком пруду», как размышлял Чарльз Дарвин, организмы, которые окружают нас сегодня, достигли этого только за счет разработки сложных систем для восприятия и реагирования на колебания температуры, а также использования этих систем различными способами. которые позволяют им сохраняться и процветать перед лицом тепловых колебаний.

В этом учебнике мы описываем некоторые основные молекулярные стратегии, которые используют организмы для определения температуры. В то время как активность всех биомолекул изменяется в зависимости от температуры, термодатчики, на которых мы сосредоточены здесь, представляют собой молекулы, температурная чувствительность которых (вставка 1) предоставляет информацию о тепловой среде, которая используется для запуска соответствующей физиологической или поведенческой реакции.В этом обзоре мы не стремимся быть исчерпывающими, а скорее сосредоточимся на избранных примерах, которые иллюстрируют некоторые из возникающих общих принципов. Мы не обсуждаем шаперонную систему теплового шока, так как она вызвана накоплением неправильно свернутых белков при широком спектре нарушений, которые вызывают протеотоксический стресс.

Box 1

Что означает Q

₁₀
Температурное зондирование основывается на температурно-зависимых изменениях биохимических активностей, таких как функция киназы и поток ионов.Такие изменения часто выражаются в виде «Q ₁₀». Q ₁₀ — безразмерная величина, которая представляет собой соотношение свойств, измеренных при двух температурах, разнесенных на 10 ° C. Например, если выражение канала thermoTRP дает 1 мкА тока при 27 ° C и 8 мкА тока при 37 ° C, его Q ₁₀ будет равно 8. Тепловая чувствительность любого количественного свойства потенциально может быть выражена. с использованием Q ₁₀, будь то активность киназы, импульс нейронов или частота мигания жуков-молний.
Важным аспектом Q ₁₀ является то, что описанные свойства масштабируются экспоненциально, а не линейно с температурой. Например, при повышении температуры на 10 ° C для thermoTRP с Q ₁₀, равным 8, ток будет увеличиваться в 8 раз, а при повышении на 20 ° C — в 64 раза. Формальная формула для Q ₁₀ отражает его экспоненциальный характер:
В этой формуле T ₂ и T ₁ — это две температуры, при которых измеряется свойство, а R ₂ и R ₁ — значения свойства, измеренные при T ₂ и T ₁ соответственно.
Q _{Значения 10} широко используются в качестве количественного выражения температурной чувствительности, поскольку их легко вычислить и интерпретировать, а также потому, что они достаточно хорошо описывают многие биологические явления. Как показывает практика, процессы со значениями Q ₁₀ ниже ~ 4 не считаются особо чувствительными к температуре, в то время как процессы со значениями Q ₁₀ выше ~ 7 считаются весьма термочувствительными. Значения Q ₁₀ многих термодатчиков намного выше: TRPM8 имеет Q ₁₀ ~ 24, TRPV1 имеет Q ₁₀ ~ 40, а Anopheles gambiae thermoTRP agTRPA1 имеет Q ₁₀ ~ 200.
Термометры на основе нуклеиновых кислот
Структурная лабильность в ответ на изменения температуры — это широко действующий механизм, лежащий в основе термочувствительных функций широкого диапазона молекул, от нуклеиновых кислот до белков и липидов. Термолабильные водородные связи, которые соединяют комплементарные пары оснований в нуклеиновых кислотах, обеспечивают особенно плодородный субстрат для создания биологических датчиков температуры, и это свойство используется многими бактериями, которые используют датчики температуры окружающей среды на основе ДНК и РНК.Реакции на изменения температуры, опосредованные этими термодатчиками, включают немедленные, быстро адаптирующиеся ответы, а также долгосрочные устойчивые реакции, которые позволяют организму адаптироваться к новой тепловой среде. Как краткосрочные, так и долгосрочные ответы включают изменения в экспрессии генов; например, патогенные бактерии быстро вызывают экспрессию генов вирулентности при повышении температуры до 37 ° C, изменение температуры указывает на вторжение теплокровного хозяина. Температура, по-видимому, изменяет экспрессию генов как на этапах транскрипции, так и после транскрипции через термодатчики ДНК и РНК.
На уровне транскрипции температура частично считывается посредством регуляции доступа транскрипционного аппарата к ДНК. Это может быть опосредовано изменениями в структуре ДНК, вызванными первичной последовательностью ДНК. В Shigella транскрипция гена вирулентности virF , необходимого для инвазии хозяина, индуцируется при температурах выше 32 ° C. При более низких температурах кооперативное связывание репрессорных молекул H-NS с двумя сайтами в промоторе virF , разделенными изгибом ДНК, перекрывает транскрипционный аппарат; изгиб плавится при температуре> 32 ° C, расслабляя ДНК и позволяя связывать активаторы транскрипции ().Подобные механизмы температурно-зависимой экспрессии генов с использованием кривизны ДНК в качестве датчика температуры могут быть признаком термочувствительности и у других бактериальных патогенов.
Примеры биологических термодатчиков
(A) ДНК-термодатчики. ДНК изгибается при более низких температурах, обеспечивая совместное связывание репрессорных молекул и ингибирование транскрипции. Расплавление изгиба при более высоких температурах способствует транскрипции. (B) Термосенсор РНК. Структура стержень-петля перекрывает последовательность Шайна-Далгарно и инициирующий кодон AUG при низких температурах и предотвращает трансляцию.При более высоких температурах стержень-петля разворачивается и позволяет инициировать трансляцию. (C) Белковый термодатчик. Димеризация белка-репрессора при низких, но не более высоких температурах способствует связыванию ДНК и ингибированию транскрипции. (D) Липидно-белковый термодатчик. Изменение текучести и толщины мембран при разных температурах влияет на трансмембранные белок-липидные взаимодействия и регулирует активность белка в зависимости от температуры. В этом примере при более низких температурах «буйковая» область DesK погружается в мембрану и приводит к повышенной активности киназы.Воздействие буя (или другие изменения конформации белка) при увеличении текучести мембраны и уменьшении толщины при более высоких температурах отключает передачу сигналов белка. (Рисунок Дэвида Дорокеса.)
Измерение температуры посредством модуляции изменений вторичной (или третичной) структуры также используется так называемыми «РНК-термометрами» для регулирования эффективности трансляции вирулентности, теплового шока и других генов у бактерий. По сути, мРНК принимает термолабильную структуру «стебель-петля» в своей 5 ’UTR при низких температурах, эффективно блокируя доступ к последовательности Шайна-Дальгарно и предотвращая трансляцию.При более высоких температурах структура шпильки открывается и позволяет связывать рибосомы и осуществлять трансляцию (). Родственный (хотя структурно более сложный) термосенсорный механизм «молнии» отчасти лежит в основе быстрой и массивной индукции альтернативного сигма-фактора РНК-полимеразы σ ³² при тепловом шоке Escherichia coli . Альтернативное использование этого механизма заключается в индукции шаперона РНК cspA в E. coli и пролизогенных генов cIII фага λ при низких температурах.В отличие от механизма «застежки-молнии» РНК, описанного выше, транскрипты cspA и cIII вместо этого принимают альтернативные вторичные структуры, которые способствуют или ингибируют стабильность и трансляцию мРНК при низких и высоких температурах соответственно.
Эти простые, но эффективные механизмы термометров РНК используются для определения температурной чувствительности экспрессии синтетических молекул в бактериях. Используются ли родственные механизмы у эукариот? Предполагается, что вторичная структура в 5′-UTR мРНК генов теплового шока hsp70 и hsp90 , хотя и менее изучена, регулирует эффективность трансляции при более высоких температурах и изменения температурно-зависимых функций Кодирующая РНК hsr1 лежит в основе активации фактора транскрипции теплового шока HSF-1.Несколько отчетливый посттранскрипционный механизм преобразует информацию о температуре в циркадные часы в Neurospora . Низкие температуры способствуют инициации трансляции в неконсенсусных последовательностях Козака перед циркадным геном frq ; эффективное инициирование этих последовательностей снижает изобилие белка FRQ при низких температурах и наоборот . РНК-термометры имеют некоторые преимущества перед термодатчиками ДНК, поскольку первые включают структурные изменения существующих мРНК, приводящие к немедленным ответам.Учитывая разнообразие основанных на РНК термосенсорных механизмов, задействованных в организмах, вполне вероятно, что еще предстоит идентифицировать дополнительные термосенсоры на основе нуклеиновых кислот.
Термочувствительность через изменение конформации белка
Поскольку белки представляют собой сложные биомолекулы, состоящие из тысяч взаимодействующих атомов, они также очень чувствительны к значительным структурным изменениям в ответ на изменения температуры. Температурно-зависимые изменения конформации белка используются для регулирования множества клеточных процессов в ответ на температуру окружающей среды.Белковые термодатчики были тщательно изучены на эубактериях, которые разработали множество решений проблемы борьбы с внезапными изменениями окружающей среды. Это определение температуры опосредуется не только термометрами нуклеиновых кислот (описанными выше), но и термодатчиками белков.
Изменения температуры окружающей среды могут считываться белками, участвующими в регуляции ряда клеточных процессов, включая транскрипцию, стабильность белков и передачу сигналов. В Salmonella ауторегуляторный репрессорный белок TlpA функционирует при низких, но не при высоких температурах, например, при инфицировании хозяина.TlpA принимает гомодимерную конфигурацию спиральной спирали при низких температурах, позволяя ему связывать ДНК и репрессировать собственную транскрипцию. Однако при 37 ° C димеры диссоциируют, что приводит к потере активности репрессора транскрипции (). Точно так же регулятор вирулентности RovA в Yersinia и регулятор транскрипции RheA генов теплового шока в Streptomyces действуют как термометры из-за температурно-зависимых изменений их белковой конформации и свойств связывания ДНК.Помимо изменения структур регуляторов транскрипции, температура также может специфически изменять конформацию белков, участвующих в регуляции контроля качества белков. Прекрасным примером этого является шаперонная система DnaK Hsp70. В этом процессе зависящие от температуры изменения в структуре ко-шаперона GrpE-термосенсорного белка изменяют сродство DnaK к субстрату, модулируя регуляцию обмена ADP / ATP; это измененное сродство, в свою очередь, влияет на сворачивание и агрегацию белка при более высоких температурах.
Конформационные изменения могут также изменять внутренние ферментативные свойства белков, таких как киназы, что приводит к активации сигнального каскада в зависимости от температуры. Двухкомпонентный сигнальный модуль гистидинкиназы / регулятора ответа широко используется у бактерий для восприятия и реагирования на ряд раздражителей окружающей среды, включая химические вещества, pH, осмолярность и, как описано ниже, температуру. Этот простой модуль обычно состоит из мембраносвязанного сенсорного белка с внутриклеточным доменом киназы, содержащим остаток гистидина.При обнаружении сигнала окружающей среды гистидин подвергается аутофосфорилированию. Затем фосфатная группа гистидина переносится на аспартат белка внутриклеточного ответа, который может регулировать ряд клеточных путей, включая транскрипцию. В патогене растений Pseudomonas syringae сенсор гистидинкиназы CorS аутофосфорилирует при 18 ° C и передает фосфат регулятору транскрипции CorR для воздействия на температурно-специфическую экспрессию гена. Точно так же в Agrobacterium tumefaciens гены вирулентности активируются только при температуре ниже 32 ° C через регулятор ответа гистидинкиназы VirA / VirG.Двухкомпонентная система DesK / DesR Bacillus subtilis , вероятно, является наиболее изученным примером термореактивной сенсорной киназной системы (см. Ниже). Однако, хотя во всех случаях считается, что температура напрямую изменяет конформацию сенсорной киназы, эти белки обладают удивительно разнообразными структурами, что позволяет предположить, что температура может регулировать свойства этих киназ с помощью множества пока неизвестных механизмов.
Особенно интересный термосенсорный механизм на основе белков используется E.coli для навигации по пространственным температурным градиентам. E. coli использует стратегию предвзятого случайного блуждания для навигации как по температурным, так и по химическим градиентам; Подвижность жгутиков изменяется для увеличения кувырка при движении в неблагоприятном направлении, и, наоборот, частота кувырков снижается, а плавное плавание улучшается при движении в благоприятном направлении. Интересно, что трансмембранные белки Tar и Tsr являются как основными хеморецепторами, так и терморецепторами. Tar связывает Asp, а Tsr связывает аминокислоты Ser или Gly; оба также являются датчиками тепла.Состояние активации этих белков считывается внутриклеточной гистидинкиназой CheA и регулятором ответа CheY для изменения моторной функции жгутиков и подвижности бактерий. Однако длительное воздействие Ser / Gly или Asp приводит к метилированию Tsr и Tar, соответственно, что приводит к адаптации рецептора и снижению передачи сигналов через CheA / CheY. Примечательно, что термосенсорные функции Tar и Tsr изменяются их состоянием метилирования, индуцированным химическими веществами. В неметилированном состоянии и Tar, и Tsr являются рецепторами тепла; в метилированном состоянии Tsr термо-нечувствителен, тогда как Tar переключается на ощущение холода.Таким образом, по сути, эти белки действуют как интеграторы как химических веществ, так и температуры и направляют соответствующий ответ в зависимости от опыта. Молекулярные механизмы восприятия температуры неметилированными или метилированными Tar или Tsr-рецепторами до конца не изучены.
Термочувствительность через изменения свойств мембраны
Помимо непосредственного изменения конформации белков, изменения температуры могут влиять на активность белка как вторичное следствие структурных изменений в тесно связанных молекулах.В случае бактериального датчика холода DesK, например, температурные изменения липидной мембраны, по-видимому, являются первичным медиатором термочувствительности белка.
DesK представляет собой многопроходную трансмембранную гистидинкиназу, которая действует как часть двухкомпонентной системы в B. subtilis для поддержания текучести мембраны при низкой температуре (). После охлаждения DesK активирует регулятор ответа DesR, который индуцирует транскрипцию десатуразы жирных кислот Des. Вводя двойную связь в насыщенные липиды, Des вызывает изгиб липидного хвоста, что увеличивает беспорядок мембран, компенсируя снижение текучести, которое в противном случае сопровождает охлаждение.Это DesK-зависимое введение ненасыщенных жирных кислот в бактериальную мембрану увеличивает выживаемость при низких температурах.
Активация DesK при охлаждении, по-видимому, тесно связана с изменениями в структуре мембраны. Среди других эффектов, изменения температуры изменяют толщину мембраны, при этом уменьшение беспорядка, которое сопровождает охлаждение, вызывает увеличение толщины мембраны. Изменения толщины мембраны могут изменять активность мембранных белков за счет изменения ориентации или конформации трансмембранных областей.Интересно то, что два гидрофильных остатка около аминоконца первого трансмембранного домена DesK имеют решающее значение для его активации холодом. Эта область получила название «буй», поскольку гидрофильность буя направляет его к границе раздела липид / вода, в то время как гидрофобность окружающих остатков прикрепляет буй к мембране и потенциально может втягивать буй внутрь мембраны. Модель термочувствительности «затонувшего буя» предполагает, что по мере утолщения мембраны при охлаждении гидрофильный буй втягивается в гидрофобную мембрану, что является энергетически неблагоприятной ситуацией, которая вызывает конформационные изменения в белке DesK, которые увеличивают активность его гистидинкиназного домена ( ).
На сегодняшний день молекулярные тесты подтверждают модель затонувшего буя. Например, перемещение критического остатка лизина внутри буя глубже внутрь трансмембранного домена, что должно увеличить захоронение остатка при всех температурах, увеличивает активность киназы. И наоборот, увеличение длины неполярной области, которая лежит на карбокси-конце буя, манипуляция, которая должна помочь освободить его гидрофильные остатки, снижает активность киназы. Кроме того, когда DesK включается в бислои с определенным содержанием липидов, чем длиннее цепи жирных кислот (тем толще бислои), тем выше киназная активность DesK.Вместе эти исследования подтверждают, что регуляция DesK действительно регулируется изменениями толщины мембраны, которые запускают зависимые от буй конформационные изменения в DesK.
Хотя точные структурные изменения в трансмембранной области DesK остаются неопределенными, эта модель не только обеспечивает убедительный сценарий того, как DesK воспринимает температуру, но и связывает активацию DesK с его гомеостатической функцией по поддержанию текучести мембран. В этом сценарии, когда текучесть мембран уменьшается, мембраны утолщаются, активируя DesK и вызывая экспрессию Des.Затем эта активность усиливает беспорядок, помогая восстановить соответствующую текучесть и толщину мембраны. Это, в свою очередь, отключает активность киназы DesK и прекращает ответ. Такой регуляторный контур хорошо подходит для поддержания уровня текучести мембран в оптимальном диапазоне. В более общем плане, поскольку многие белковые термодатчики содержат трансмембранные домены, такая опосредованная липидами термочувствительность может оказаться общей темой.
Эукариотические термодатчики
Среди эукариот несколько классов многопроходных трансмембранных ионных каналов стали ключевыми медиаторами теплового зондирования.К ним относятся члены семейства катионных каналов Transient Receptor Potential (TRP), семейство Anoctamin хлоридных каналов и калиевый канал TREK-1. Кроме того, в качестве возможного термодатчика был предложен родопсин Drosophila . Однако следует отметить, что, хотя потеря многих молекул (включая родопсин) может привести к дефектам термочувствительного поведения, большинство из них сами не действуют как датчики температуры, а скорее поддерживают поведение в некоторой другой способности, например, контролируя развитие или функцию. термочувствительной ячейки или схемы.
Среди эукариотических термодатчиков наиболее подробно охарактеризованы термочувствительные свойства каналов TRP. TRP — это большое семейство ионных каналов, состоящее из 27 человек, из которых подмножество, «thermoTRP», демонстрирует высокую термочувствительность. У животных, от мух до людей, thermoTRPs экспрессируются в широком диапазоне нейрональных и ненейрональных типов клеток и опосредуют множество термосенсорных реакций, проявляя свои эффекты, вызывая деполяризацию мембраны и увеличивая внутриклеточный кальций.Ответы, опосредованные thermoTRPs, включают избегание чрезмерно прохладной или теплой окружающей среды, а также боли и воспаления у млекопитающих. Химическая активация thermoTRP также лежит в основе знакомых ощущений нагрева и охлаждения, возникающих в результате потребления перца чили и мяты; первый содержит капсаицин, который активирует чувствительный к теплу канал TRPV1, а последний содержит ментол, который активирует чувствительный к холоду канал TRPM8. ThermoTRP также привлекли внимание как потенциальные посредники в отношении экстремальной термочувствительности «тепловидения» гадюки и летучих мышей-вампиров.Однако об экспериментах, проверяющих, требуют ли эти ответы функции thermoTRP, еще не сообщалось.
Молекулярные основы температурной чувствительности thermoTRP остаются неизвестными. Важно отметить, что и TRPV1, и TRPM8 функционируют как датчики температуры при очистке и включении в липидные бислои, демонстрируя, что thermoTRPs могут функционировать как термодатчики без необходимости дополнительных белковых кофакторов. Не исключено, что биофизические изменения липидов вносят вклад в активацию thermoTRP, но манипуляции с текучестью мембран до настоящего времени не привели к значительному изменению активности thermoTRP.На уровне белка мутации как в цитоплазматических, так и в трансмембранных областях thermoTRPs влияют на термочувствительность. Например, 77-аминокислотная область цитоплазматического аминоконца TRPV1 придает устойчивую термочувствительность при трансплантации менее термочувствительным родственникам канала, что предполагает важную роль в температурной чувствительности. Однако точные молекулярные механизмы, с помощью которых эти различные области влияют на термочувствительность, еще предстоит определить.
Интересная возможность для активации thermoTRP, подробно описанная в недавнем теоретическом исследовании функции thermoTRP, состоит в том, что процесс активации может напоминать зависящее от температуры разворачивание белков.В этом сценарии открытие канала связано с обнажением ранее захороненных гидрофобных остатков, подобно денатурации глобулярного белка. TRP — это шесть белков трансмембранного домена, которые образуют тетрамерные ионные каналы, содержащие тысячи аминокислотных остатков. Термодинамические оценки показывают, что воздействие всего от 10 до 20 боковых цепей гидрофобных аминокислот на субъединицу thermoTRP может создать достаточное увеличение теплоемкости открытого по сравнению с закрытым состояниями каналов, чтобы управлять их исключительной термочувствительностью.Будет интересно определить, участвуют ли области, вовлеченные в термочувствительность на сегодняшний день, в такой конформационной изменения.
Заключение
Как видно из приведенного выше обсуждения, биологические термодатчики разнообразны, что отражает широко распространенное влияние температуры на все молекулы. Некоторые датчики, такие как термометры РНК, оптимизированы для быстрого и конкретного воздействия на определенный процесс, например, на изменение скорости трансляции соответствующей мРНК при изменении температуры.Напротив, термодатчики, такие как каналы DesK и TRP, изменяют клеточную физиологию более глобально за счет изменения текучести и возбудимости мембран, соответственно. Хотя молекулярные механизмы, с помощью которых сенсоры нуклеиновых кислот и некоторые бактериальные белки определяют температуру, теперь достаточно хорошо изучены, ясно, что наши знания о том, сколько именно других термодатчиков работают, весьма скудны и станут важным направлением для будущих исследований. Действительно, в эпоху массового изменения климата способность ощущать и адаптироваться к колебаниям температуры окружающей среды может быть проблемой жизни или смерти для многих видов и может усилить избирательное давление на эволюцию биологических термометров.
Сноски
Заявление издателя: Это PDF-файл неотредактированной рукописи, принятой к публикации. В качестве услуги для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергнута копирайтингу, верстке и рассмотрению полученного доказательства, прежде чем она будет опубликована в окончательной форме для цитирования. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержание, и все юридические оговорки, относящиеся к журналу, имеют отношение.
Дополнительная литература
Кэмпбелл А.Л., Наик Р.Р., Совардс Л., Стоун М.О. Биологическое инфракрасное изображение и зондирование. Микрон. 2002; 33: 211–225. [PubMed] [Google Scholar]
Чо Х, Ян Й.Д., Ли Дж., Ли Б., Ким Т., Чан И, Бэк С.К., На ХС, Харфе Б.Д., Ван Ф. и др. Аноктамин 1 хлоридного канала, активируемый кальцием, действует как датчик тепла в ноцицептивных нейронах. Nat. Neurosci. 2012; 15: 1015–1021. [PubMed] [Google Scholar]
Clapham DE, Miller CA. Термодинамическая основа для понимания измерения температуры с помощью каналов переходного рецепторного потенциала (TRP).Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2011; 108: 19492–19497. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Cybulski LE, Martin M, Mansilla MC, Fernandez A, de Mendoza D. Индикатор толщины мембраны для определения холода у бактерий. Curr. Биол. 2010. 20: 1539–1544. [PubMed] [Google Scholar]
Дакка А., Вишванат В., Патапутян А. Ионные каналы TRP и температурные ощущения. Анну. Rev. Neurosci. 2006. 29: 135–161. [PubMed] [Google Scholar]
Клинкерт Б., Нарберхаус Ф. Микробные термодатчики.Клетка. Мол. Life Sci. 2009; 66: 2661–2676. [PubMed] [Google Scholar]
Кортманн Дж., Нарберхаус Ф. Бактериальные РНК-термометры: молекулярные застежки-молнии и переключатели. Nat. Rev. Microbiol. 2012; 10: 255–265. [PubMed] [Google Scholar]
Салман Х., Либхабер А. Зависимый от концентрации переключатель в реакции бактерий на температуру. Nat. Клетка. Биол. 2007; 9: 1098–1100. [PubMed] [Google Scholar]
Шуман В. Термосенсорные системы у эубактерий. Adv. Exp. Med. Биол. 2012; 739: 1–16. [PubMed] [Google Scholar]
Шапиро Р.С., Коуэн Л.Е.Температурный контроль микробного развития и вирулентности: молекулярные механизмы микробного измерения температуры. MBio. 2012; 3: e00238-12. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Wu LJ, Sweet TB, Clapham DE. Международный союз фундаментальной и клинической фармакологии. LXXVI. Текущий прогресс в семействе ионных каналов TRP у млекопитающих. Pharmacol. Ред. 2010; 62: 381–404. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Яо Дж, Лю Б., Цинь Ф. Модульные термодатчики в каналах с регулируемым переходным потенциалом рецептора (TRP).Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2011; 108: 11109–11114. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Калибровка промышленных датчиков температуры, что говорится в нормах?
Обязательно ли периодически проверять датчики температуры?
Прежде всего, вы должны знать, что периодическая проверка датчиков температуры не является обязательной, но настоятельно рекомендуется . Действительно, со временем датчики смещаются, поэтому рекомендуется регулярно проверять правильность данных, собранных датчиком.За периодическую проверку регистраторов ответственность несет пользователь . Пользователь должен провести оценку риска, чтобы определить частоту проверки, и эта проверка должна выполняться метрологической лабораторией, сертифицированной COFRAC.
Как часто следует проверять датчики температуры?
Что касается периодичности проверки, здесь нет правила, и в тексте стандарта EN13486 ( Подробнее об этом стандарте ) говорится, что «частота проверок зависит от требований пользователя с учетом спецификаций производителя» .Тем не менее, он дает некоторые рекомендации: «Тем не менее, рекомендуется, чтобы производитель или уполномоченные им мастерские или утвержденные службы проверки проводили проверку каждый год, если в течение этого периода использовались регистраторы температуры и термометры».
Сколько точек измерения необходимо для получения сертификата?
Чтобы откалибровать датчики температуры и получить сертификат, необходимо взять точек измерения, равное диапазонам рабочих температур , в которых будут использоваться датчики или самописцы.Например, если датчики используются только при -20 ° C, потребуется только одна точка измерения. Однако, если регистраторы используются при -20 ° C и + 2 ° C, потребуются две точки измерения.
Какой класс точности у датчика температуры?
Стандарт EN13486 налагает определенные классы точности для датчиков в зависимости от сектора деятельности. Класс датчика определяется в соответствии с возвращаемой точностью измерения. Например, если датчик сертифицирован по классу 1, это означает, что возвращаемые данные имеют точность + или — 1С.Чем ближе номер класса к нулю, тем точнее будет датчик.
Заключение:
Контроль и мониторинг температуры по всей холодовой цепи — очень важные вопросы, касающиеся качества товаров. В результате ассортимент подключаемых датчиков температуры постоянно расширяется. Поэтому для производителей, вкладывающих средства в этот тип продукции, стало важным проверить со своими поставщиками соответствие регистраторов, а также обеспечить точность данных , которые они предоставляют, и изменение этих данных с течением времени.

Терморегулятор: принцип работы и виды

Что такое терморегулятор и для чего он нужен?

Как работает терморегулятор?

Какие существуют виды терморегуляторов?

Реле температуры

Ограничитель температуры

Выключатель температуры

Сигнализатор температуры

Реле температуры (термостат) Trafag/Трафаг

выбор термодатчика и терморегулятора для пола, регулировка температуры, особенности термоголовки с выносным термостатом

Особенности

Как выбрать?

Монтаж и использование

Производители

Какой лучше?

Отзывы

Подбираем терморегулятор для радиатора отопления по эффективности

Читайте также:

преимущества и недостатки, область применения

Общее описание устройства

Принцип действия

Разновидности приборов

Механические варианты

Электронные модели

Область применения

Термореле для теплого пола

Для инфракрасных обогревателей

Для сауны и бани

Инструкция по созданию устройства

термостат, термоклапан, как регулировать температуру, регулировка, механический термодатчик, комнатный датчик

Как происходит регулировка обогрева теплого пола

Что могут контролировать термостаты

Типы терморегуляторов по конструкции и способу монтажа

Механический тип

Сенсорные термоклапаны с пультом управления

Обычные электронные термостаты для водяного теплого пола

«Умные» программируемые терморегуляторы

Беспроводные радиоуправляемые термостаты

Как определиться с выбором термостата для регулировки

Советы по установке терморегуляторов

Терморегуляторы для теплого электрического пола «Теплолюкс» в Москве

Преимущества:

Преимущества:

Датчики температуры в регулируемой отрасли

Лаборатория автомобильной электроники Clemson: датчики температуры

Датчики температуры

3.2: Датчики температуры — Engineering LibreTexts

Введение

Датчики температуры

Термометры

Температурные датчики сопротивления

Термопары

Работа термопары

Пирометры

Регуляторы температуры

Структура регулятора

Работа регулятора

Типы регуляторов температуры

Элементы измерения температуры

Пример резистивного датчика температуры

Как калибровать датчики температуры

Что такое датчик температуры?

Измерение выхода датчика температуры

Итак, как откалибровать датчик температуры?

Как откалибровать датчики температуры — что нужно учитывать

1 — Датчик температуры обращения

2 — Подготовка

3 — Источник температуры

4 — Датчик эталонной температуры

5 — Измерение выходного сигнала датчика температуры

6 — Глубина погружения

7 — Стабилизация

8 — Ручка датчика температуры

9 — Калиброванный диапазон температур

10 — Точки калибровки

11 — Регулировка / подстройка датчика температуры

Другие моменты, которые следует учитывать

Документация

Прослеживаемость

Неопределенность