Схема подключения датчика температуры

Датчики температуры. Типы, устройство, принцип работы. Схемы подключения

Контроль температуры повсеместно задействуется в технологических процессах, позволяя выбирать подходящий режим работы или отслеживать изменения состояния материала. Температурный режим одинаково важен как при включении духовки на кухне, так и в доменных печах при плавлении стали, а отклонение от нормальной работы может привести к аварии и травмированию людей. Чтобы избежать неприятных последствий и обеспечить возможность регулирования степени нагрева используется датчик температуры.

Виды датчиков температуры и особенности их применения

Проконтролировать степень нагрева любого объекта независимо от его агрегатного состояния помогают специальные устройства — датчики температуры. Их принцип работы и исполнение могут существенно отличаться. Это позволяет подобрать оптимальный вариант в зависимости от преследуемых целей. Зная для чего предназначено устройство, стоит разобраться, как подключить прибор, чтобы он позволил снимать показатели с заданной точностью.

Делаем датчик температуры своими руками

Термодатчик, собранный своими руками, может принести несомненную пользу, как в домашнем, так и приусадебном хозяйстве. Контроллер температуры окружающей среды вовремя включит или наоборот выключит вентилятор, обогреватель, кипятильник, тёплые полы и много других приборов в доме, обогреет или проветрит теплицы. При наличии минимального опыта работы с инструментами сделать датчик температуры своими руками не составит особого труда.

Принцип действия датчика температуры охлаждающей жидкости

Охладительная система выполняет важную роль в работе двигателя — ее предназначение заключается в охлаждении компонентов силового агрегата, которые сильно нагреваются в процессе его работы. Одним из основных элементов этой системы является датчик температуры охлаждающей жидкости. Подробнее о его назначении, принципе работы и замене вы сможете узнать из этой статьи.

Датчик температуры охлаждающей жидкости: назначение, устройство, принцип работы

Работа мотора в машине сопряжена с постоянным процессом сгорания топливной смеси. Из-за чего двигатель внутреннего сгорания (ДВС) может перегреться и выйти со строя. Для предотвращения подобных инцидентов ДВС принудительно охлаждается посредством циркуляции специальной жидкости. А вот контроль за ее состоянием производит датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ).

Трехпроводная схема подключения датчика давления

В этой статье мы обсудим различные типы датчиков температуры и возможность их использования в каждом конкретном случае. Температура — это физический параметр, который измеряется в градусах. Она является важнейшей частью любого измерительного процесса. К областям требующим точных измерений температуры относится медицина, биологические исследования, электроника, исследования различных материалов, и тепловых характеристик электротехнической продукции. Устройство, используемое для измерения количества тепловой энергии, позволяющее нам обнаружить физические изменения температуры известно как датчик температуры. Они бывают цифровые и аналоговые.

Терморегулятор с датчиком температуры воздуха

Развитие технических средств позволило человеку повсеместно улучшать качество своей жизни. Поэтому сегодня каждый может нажать на кнопку и установить нужный диапазон температур в помещении. При этом уже не требуется постоянно управлять подачей топлива при помощи переключателя, так как эту функцию выполняет терморегулятор с датчиком температуры воздуха. Что это за устройство и как оно работает мы рассмотрим в данной статье.

Назначение и функции

Терморегулятор с датчиком температуры предназначен для автоматического поддержания температуры во время принудительного нагрева или охлаждения в заданных пределах. К примеру, современные котлы отопления будут усиливать или ослаблять нагрев, в зависимости от температуры в определенной комнате или на какой-то поверхности. На практике они применяются для:

• холодильных установок;
• систем бытового и промышленного отопления;

• как розеточный вход для подключения обогревательного оборудования;
• терморегулятор для теплого пола;
• приспособление для контроля температуры в парных, саунах и банях;

При установке терморегулятора с датчиком температуры стараются задействовать одну или несколько основных функций. Всего выделяют три полезные функции:

• Экономия энергоресурсов – благодаря контролю нагревания или охлаждения система отключится до того, как наступит существенное превышение температуры. Соответственно, израсходованная энергия будет потрачена впустую, если для нормализации микроклимата вы откроете окна на проветривание.
• Автоматизация климат контроля – ранее каждый самостоятельно подкручивал ручку регулятора, ориентируясь по ощущениям или показателям комнатного термометра. Сейчас температура подстраивается автоматически, что позволяет сократить затраты даже на содержание определенной категории персонала небольших котельных.
• Безопасность – за счет контроля температуры воздуха можно избежать превышения рабочих характеристик нагревательной установки. Как результат, снижается вероятность взрыва или пожара. Некоторые модели терморегуляторов с датчиком температуры оснащаются звуковым сигнализатором, который оповестит, если нагреватель не отключиться при достижении порогового значения.

Датчик DS18B20: схема построения

Прибор DS18B20 имеет сразу 3 ключевых корпуса:

1. Сторона ТО-92;
2. Стенка SO-150mil;
3. Корпус uSOP.

Если говорить о внутренней структуре, то следует рассмотреть небольшую микросхему, которая представлена на рисунке:

Данная микросхема свидетельствует о наличии сразу нескольких ключевых модульных блоков в строении DS18B20, отвечающих за механизм правильного действия устройства.

Итак, начать стоит с блока «POWER SUPPLY SENSE» он обеспечивает полное питание для функционирования всей системы. Помощником «POWER SUPPLY SENSE» является юнфер «PARASIT POWER CIRCUIT», способный ,в случае необходимости, взять на себя функцию распорядителя питания.

К еще одному ключевому элементу в структуре термодатчика следует отнести «64-BITROM AND 1-WIREPORT». Это модуль структуры, отвечающий за хранение уникального кода устройства и передачу этого кода во внутреннюю память DS18B20 «SCRATCHPAD». «SCRATCHPAD», в свою очередь, взаимодействуя с регистрами «MEMORY CONTROL LOGIC» и «1-Wire», подает сигнал связи следующим принципиально-важным блокам датчика:

• «TEMPERATURE SENSOR»(система, предназначенная для считывания преобразованных показателей температур);
• «CONFIGURATON REGISTER»(структура, отвечающая за настройку уникальной программируемой точности, которая варьируется от 9 бит до 12 или, если рассматривать градусы Цельсия, от 0.5 °C до 0.0625 °C.);
• «8-BIT CRC GENERATOR»(система, предназначенная сугубо для защитной функции);
• «ALARM HIGH TRIGGER» (блок, ограничивающий нижние пределы температуры DS18B20);
• «ALARM LOW TRIGGER» (система, ограничивающая верхние пределы температуры DS18B20).

Принцип действия

В соответствии с ГОСТ 30815-2019 терморегулятор представляет собой такую трубопроводную арматуру, которая изменяет количество теплоносителя, перемещающегося через его клапан. Датчиком температуры, как правило, выступает сильфон, который в соответствии с п.3.1.1. ГОСТ Р 55019-2012 представляет собой гофрированную оболочку, способную к герметичной упругой деформации под воздействием температурных растяжений.

Рис. 2. Принцип действия терморегулятора с датчиком температуры

Принцип действия данного устройства заключается в следующем:

• Полость сильфона, как чувствительного элемента датчика, наполняется парафином или газом с большим коэффициентом температурного расширения.
• В случае повышения температуры окружающей среды парафин или газ внутри датчика начнет расширяться и приведет в движение поршень.
• В зависимости от пройденного поршнем пути, в логический блок передается информация об изменении температуры.
• При установке терморегулятора в определенное положение логический блок начинает сравнивать температуру в помещении и температуру нагрева теплоносителя.
• После достижения установленного верхнего предела терморегулятор перекрывает клапан подачи теплоносителя в систему отопления и, тем самым, останавливает дальнейшее нагревание пространства.
• Сокращение количества теплоносителя в системе приводит к охлаждению воздуха в окружающем пространстве. Благодаря чему чувствительная среда в сильфоне датчика начинает сужаться и возвращает шток в исходное положение.
• После того, как температура в комнате опуститься менее нижнего предела, шток отпустит клапан терморегулятора и восстановит нормальное движение теплоносителя по системе. Начнется следующий этап нагрева воздуха в помещении, пока температура не достигнет установленного в терморегуляторе значения.
• В данном примере используется две зоны отопления, которые контролируют степень нагрева воздуха независимо друг от друга. Поэтому каждая комната может поддерживать разный температурный режим.

На практике, терморегулятор в качестве датчика может использовать и другие элементы. Поэтому существует разделение устройств контроля нагрева или охлаждения воздуха по типам.

Изготовление простого термодатчика

Перед тем, как сделать датчик температуры, нужно подготовить следующее:

• блок питания 12 В;
• вентилятор (кулер от компьютера 12 В);
• терморезистор VDR1 (10 кОм);
• переменный резистор (10 кОм);
• полевой транзистор IRFZ 44;
• макетная плата;
• провода;
• паяльник с припоем.

Терморегулятор для вентилятора.

На рисунке 4 показана практическая схема для вентилятора охлаждения блока питания. Применение операционного усилителя средней мощности К157УД1 в качестве компаратора, позволило подключить пару вентиляторов от блока питания компьютера непосредственно на выход микросхемы, выходной ток которой, равен 0,3А. Температуру включения вентиляторов устанавливают резистором R5. Схема работает следующим образом. При нормальной температуре теплоотвода напряжение на выводе 9 микросхемы DA1 должно быть больше, чем на выводе 8. При этом на выходе DA1, выводе 6, будет потенциал близкий к напряжению питания схемы. Напряжение на вентиляторах при таких условиях будет практически равно «0». Вентиляторы выключены. При повышении температуры теплоотводов будет повышаться и температура транзистора VT1, что в свою очередь вызовет уменьшение напряжения на неинвертирующем входе 8 микросхемы DA1. Как только это напряжение будет меньше напряжения, установленного резистором R5, состояние компаратора изменится и на его выходе напряжение упадет примерно до потенциала земли. Вентиляторы включатся. Резистор R7 обеспечивает небольшой гистерезис схемы, что исключает неопределенное состояние выходного напряжения на выходе DA1 при равенстве входных напряжений. Плату терморегулятора лучше установить прямо на контролируемом радиаторе, чтобы его микросхема тоже обдувалась вентилятором. Транзистор VT1 соединяется с платой тремя проводами и устанавливается в непосредственной близости от мощных ПП.

ВАРИАНТЫ ИСПОЛНЕНИЯ

Преобразователи давления появились в продуктовой линейке в конце 2018 года. Запуск производства интеллектуальных датчиков «ЭМИС»-БАР» позволил заказчику унифицировать применяемое оборудование, а также открыл возможность комплексной покупки средств измерения данной торговой марки с получением дополнительных выгод. Технические характеристики приборов «ЭМИС»-БАР» соответствуют ведущим мировым образцам. Они обладают точностью от 0,04%, имеют диапазон измерения в пределах от -0,5 до 40 МПа, способны работать при давлении перегрузки до 60 МПа, а также имеют комбинированную взрывозащиту Exdia. Как и все интеллектуальные приборы , датчики давления «ЭМИС»-БАР» поддерживаются сервисным и диагностическим ПО «ЭМИС»-Интегратор». (Чтобы узнать более подробную информацию о приборах, смотрите раздел «продукция»)

Всего представлено 20 моделей, предназначенных для измерения всех типов давления с различными вариантами присоединения к процессу, в том числе с возможностью нижнего подвода импульсных трубок.

Датчик уровня охлаждающей жидкости

Так как двигатель является самой важной и дорогой частью любого автомобиля, ему необходимо периодически уделять должное внимание.

Схема устройства датчика уровня охлаждающей жидкости

Прибор представляет собой специальный герметизированный переключатель, который сделан из специального материала, обладающего ферромагнитными свойствами.

В механизме есть пружинные контакты. Если напряжение магнитного поля повышается, поля соприкасаются друг с другом, вследствие чего возникает замыкание.

Когда напряжение поля становится ниже, контакты размыкаются.

Примение

Сфера применения датчиков температуры охватывает как бытовые приборы, так и оборудование общепромышленного назначения, сельскохозяйственную отрасль, военную промышленность, аэрокосмический сектор. Каждый из вас может встретить их у себя дома в нагревательных приборах – бойлерах, духовках, мультиварках или хлебопечках.

В тяжелой промышленности тепловые сенсоры позволяют контролировать степень нагрева печей, воздуха в рабочей области, состояние трущихся поверхностей. В медицине их используют для контроля температуры в труднодоступных местах или для упрощения различных процедур.

Многие автолюбители часто сталкиваются с анализаторами температуры, контролирующими состояние масла или другой охлаждающей жидкости. На сети железных дорог они позволяют отслеживать нагрев букс и колесных пар. В энергетике с их помощью обследуются контактные соединения и качество прилегания поверхностей.

Сборка

Подготовив вышеперечисленные материалы и инструмент, переходят к пайке простенькой схемы.

1. Плюсовую клемму блока питания соединяют проводом с входным контактом (+) кулера;
2. Три вывода полевого транзистора спаивают проводами так: «исток» с кулером, «затвор» с терморезистором, «сток» с переменным резистором.
3. Проводами соединяют свободные контакты терморезистора с «+» блока питания, переменного резистора с «−» того же блока.

Где находится?

Для производства каких-либо операций с датчиком температуры охлаждающей жидкости необходимо четко представлять себе место его установки. Следует отметить, что точка установки будет отличаться в зависимости от модели автомобиля. Поэтому для поиска лучше обратиться к инструкции производителя, где указана позиция соприкосновения с охлаждающей жидкостью.

Рис. 3. Место установки датчика температуры охлаждающей жидкости

Наиболее распространенным местом установки является:

1. головка блока цилиндров или выпускной патрубок;
2. верхний шланг радиатора;
3. корпус термостата;
4. в некоторых ситуациях может устанавливаться два датчика температуры– на входе и на выходе.

Место установки предусматривает обеспечение контакта чувствительного элемента с охлаждающей жидкостью. Но, в случае утечки антифриза из системы, контакт может нарушиться и контроль температуры прекратиться. В результате этого вы получите некорректные показания, что может повлечь сбой в работе системы.

Признаки неисправности контроллера

Теперь рассмотрим признаки неисправности датчика температуры охлаждающей жидкости. В целом этот контроллер достаточно надежен, поскольку его конструкция простая. Тем не менее, и в работе этого устройства могут произойти поломки. Как правило, они обусловлены нарушение градуировки, которая, в свою очередь, влияет на некорректную работу ЭБУ, так как часть опций этот узел выполняет, учитывая температурный режим мотора. Если не работает указатель температуры, то первостепенным признаком его выхода из строя считается отсутствие включения вентилятора.

Тем не менее, этот симптом не является основополагающим, более точно о выходе из строя регулятора могу сказать такие симптомы:

• повышенный расход горючего;
• увеличенные обороты двигателя при движении на холостом ходу;
• если не работает датчик, это также может привести к появлению детонации в работе двигателя;
• есть вероятность, что на горячую мотор будет запускаться с трудом;
• перегрев двигателя (автор видео — Денис Циркунов).

С последним признаком необходимо быть наиболее внимательным, поскольку этот симптом может привести к повреждению головки блока. В старых авто определить неисправность позволяет контроллер на приборной панели — если вы увидели, что стрелка устройства перешла за стандартную отметку — авто нужно остановить и выявить причину проблемы. В более современных машинах на экране бортового компьютера при перегреве мотора либо выходе из строя ДТОЖ может появиться соответствующее сообщение. Как показывает практика, замена датчика температуры охлаждающей жидкости обычно производится в случае окисления или повреждения его контактов, также причина может заключаться и в обрыве проводки.

Порядок подключения

Схема подключения датчика температуры может существенно отличаться. Все зависит от того, какой разновидности отдано предпочтение. Прежде чем приступить к монтажу, надо определиться с требуемой точностью и назначением прибора. Если он будет использоваться для контроля температуры воздуха внутри помещения, потребуется одна схема. Если понадобиться измерить степень нагрева вещества, придется воспользоваться другой.

Как подключить кремниевый

Для подключения датчика температуры кремниевого типа может использоваться схема:

• 2-х проводная. Актуальна при отсутствии повышенных требований к высокой точности, так как в этом случае к измеренному сопротивлению добавляется сопротивление присоединенных проводов. Это существенно увеличивает величину дополнительной погрешности;
• 3-х проводная. Установка датчика температуры по данной схеме позволяет повысить точность. Такое подключение допускает измерение сопротивления проводов, а затем вычесть полученное значение из измеренного;
• 4-х проводная. По такой схеме устройство подключается таким образом, чтобы полностью исключить влияния подводящих проводов. Это позволяет избавиться от дополнительной ошибки и существенно повысить точность контроля.

Как подключить термопару

Для подключения холодных концов используются компенсационные провода либо монтаж производится напрямую к клеммам аналогового входа. При этом важно соблюдать полярность на входе в промышленный контроллер, используемый для программной компенсации температуры холодного спая и последующего расчета температуры в заданной точке.

Внутреннюю компенсацию выполняют с использованием температуры модуля, используемого для подключения термопары. Для точной внешней компенсации температуру холодного спая контролируют дополнительным термометром сопротивления, подключаемым к специальному входу.

Как воспользоваться бесконтактным устройством

У датчиков температуры бесконтактного типа есть особенность определения степени нагрева устройства. Непосредственное подключение в этом случае не требуется. Устройство приближается к контролируемому объекту и обеспечивается его совмещение с соответствующим датчиком. Это оказывает существенно влияние на конечный результат, который во многом зависит от опыта и знаний специалиста, производящего измерения. Если поменяем бесконтактное устройство на контактную модель, точность увеличится.

На схеме, приводимой в инструкции к конкретному устройству, указан порядок подключения и последующей эксплуатации датчика температуры. Прежде чем приступить к монтажным работам, стоит с ней тщательно ознакомиться, чтобы избежать типовых ошибок, допускаемых неопытными пользователями при самостоятельном выполнении монтажных работ.

Как подобрать?

При выборе датчика температуры необходимо руководствоваться такими критериями:

• если датчик будет соприкасаться или располагаться внутри измеряемой среды, то берется контактная модель, если находиться вне объекта, то бесконтактная;
• условия и состояние среды, в которой он будет функционировать (влажность, агрессивные вещества и т.д.) должны соответствовать возможностям датчика;
• шаг и градуировка измерений должны обеспечивать удобную эксплуатацию и датчика, и оборудования;
• если датчик подлежит замене в ходе эксплуатации, то устанавливаются сменные варианты;
• при выборе датчика температуры для замены неисправного, лучше воспользоваться его VIN кодом;
• предел рабочих температур должен охватывать все возможные значения нагрева, некоторые из них приведены в таблице ниже.

Таблица: температурные пределы датчиков термоэлектрического типа

Проверка

Тестируют терморегулятор в таком порядке:

• к терморезистору подносят горящую спичку или зажигалку при этом должен заработать кулер;
• при остывании вентилятор должен выключиться;
• если схема не срабатывает, нужно перепроверить пайку и контакты.

TR — терморезистор, К — кулер, R1 — переменный резистор, ПТ — полевой транзистор, АБ — аккумуляторная батарея 12 В.

Взаимосвязь между разрешением датчика DS18B20 и температурой

На самом деле, рассмотреть взаимосвязь между разрешением прибора DS18B20 и температурой можно с помощью следующей картинки:

Однако, предлагаю сделать это более детально.

Начнем с девяти-битного разрешения. При этой величине температура может принимать следующие значения:

1. 0.00 °C;
2. 0.50 °C.

Таким образом, при разрешении 9 бит можно сделать 10.5 измерений/сек для вышеназванных температурных величин.

При расширении 10 бит температура принимать такие величины:

1. 0.00 °C;
2. 0.25 °C;
3. 0.50 °C;
4. 0.75 °C;

Можно сделать вывод, что при разрешении 10 бит можно сделать 5.3 измерений/сек для вышеназванных температурных величин.

При разрешении 11 бит температура имеет возможность принять следующий вид:

• 1) 0.00 °C;
• 2) 0.125 °C;
• 3) 0.25 °C;
• 4) 0.375 °C;
• 5) 0.50 °C;
• 6) 0.625 °C;
• 7) 0.75 °C;
• 8) 0.875 °C.

Таким образом, при разрешении 11 бит можно сделать 2.6 измерений/сек для вышеназванных температурных величин.

При разрешении 12 бит температура может принимать следующие значения:

• 1) 0,00 °C;
• 2) 0,0625 °C;
• 3) 0,125 °C;
• 4) 0,1875 °C;
• 5) 0,25 °C;
• 6) 0,3125 °C;
• 7) 0,375 °C;
• 8) 0,4375 °C;
• 9) 0,50 °C;
• 10) 0,5625 °C;
• 11) 0,625 °C;
• 12) 0,6875 °C;
• 13) 0,75 °C;
• 14) 0,8125 °C;
• 15) 0,875 °C;
• 0,9375 °C.

Это говорит о том, что при расширении 12 бит можно сделать 1.3 измерений/сек для вышеназванных температурных величин.

Признаки поломки

Как и неисправности любого устройства в автомобиле, выход со строя сенсора температуры охлаждающей жидкости может привести к нежелательным последствиям.

При движении машины поломка может проявляться как:

1. проблематичный запуск мотора в холодную погоду;
2. нетипичные звуки от выхлопных газов только запущенного мотора;
3. при достижении максимальной температуры мотор глохнет;
4. не запускается вентилятор охлаждения при нагревании ДВС;
5. превышение расхода топлива сверх установленной нормы.

Современные авто выводят данные о нарушении температуры охлаждающей жидкости на дисплей. Причиной неисправности может стать как механическая поломка (сорванная резьба, растрескивание корпуса, перегорание термистора), так и электрическая (короткое замыкание в измерительной цепи или обрыв провода). Чтобы убедиться в правильности вашего предположения, проверьте датчик, и, при необходимости замените его новым.

Вводная информация

Если раньше существовали специализированные конструкторы с ограниченными наборами функций и жёстко заданными параметрами, то сегодняшнее разнообразие конструкторов просто поражает: настоящие микропроцессорные системы, собираемые на коленке, имеют практически неограниченный функционал. Богатая фантазия, широкая элементная база, большие комьюнити фанатов и инженеров и поддержка производителем — основные отличительные особенности таких востребованных рынком наборов для робототехники.

Один из них и наиболее популярный, что естественно, — Ардуино. Конструктор моментальной сборки электронных автоматических устройств любой степени сложности: высокой, средней и низкой. Эту платформу называют иначе «physical computing» за плотное взаимодействие с окружающей средой. Печатная плата с микропроцессором, открытый программный код, стандартные интерфейсы и подключение датчиков к Ардуино — слагаемые его популярности.

Система Ардуино — плата, которая объединяет все нужные компоненты, обеспечивающие полный цикл разработки. Сердце этой платы — микроконтроллер. Он обеспечивает управление всей периферией. Датчики, подключаемые к системе, позволяют системе «общаться» и взаимодействовать с окружением: анализировать, отмечать изменять.

Система охлаждения МТЗ 82:схема,объём и устранение неполадок

Функцией системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания является обеспечение теплового рабочего баланса, при котором все детали механизмов без заклинивания с учётом тепловых расширений и обеспечением оптимального скольжения во всех трущихся поверхностях. Фактор температурного режима работы агрегата влияет на износ деталей двигателя, выдаваемую мощность и расход топлива и как следствие на все эксплуатационные показатели.

Для дизельного двигателя Д 240 оптимальным режимом работы есть температура 80 – 95 ̊ С.

Дополнительной функцией системы является отопление кабины трактора МТЗ 80 (82) в холодное время года через дополнительный теплообменник – печку оборудованный нагнетательным вентилятором с электродвигателем.

Настройка

В данном случае используется терморезистор, сопротивление которого равно 10 кОм при температуре воздуха 20 °С. При его нагреве сопротивление падает. Нужно подстроить переменный резистор на включение кулера в момент нагрева датчика. Методом подбора нескольких положений поворотного регулятора переменного сопротивления добиваются нужного эффекта.

Основные функциональные способности датчика DS18B20

Термодатчик DS18B20 имеет в своем функционале сразу несколько важнейших команд:

1. Навык преобразования температур. (Данная способность может поместить температуру в двух-байтный блок оперативной памяти, после чего датчик переходит в состояние низкого потребления. В этом состоянии DS18B20 считывает код данных и определяет режим состояния процесса);
2. Команда записи памяти. (Она дает возможность сохранить три байта данных в оперативной памяти DS18B20. При это, следует уточнить, что ведущий прибор перебрасывает информацию с наименьшего бита);
3. Способность чтения памяти. (Применяется для прочтения оперативной памяти памяти прибора. Сброс данных осуществляется с самых наименьших битов или байтов, при этом, в случае необходимости, эта команда способна прекратить сброс данных);
4. Команда копирования памяти. (Она помогает скопировать все данные внутренней памяти устройства в блок EEPROM, что приводит к осуществлению в дальнейшем питательной способности системы);
5. Способность перезагрузки EEPROM. (Дает возможность регистрам передохнуть, перезагружая все значения на блоках. Кроме того, только после перезагрузки DS18B20 происходит процесс прочтения оперативной памяти памяти прибора и сообщается о ее состоянии).

Схема датчика температуры на основе транзистора

При измерении температуры высокая точность обычно не требуется, особенно когда речь идет только о фиксации превышения заданного порогового значения. Это относится, в частности, к схемам термической защиты, которыми оснащены устройства определенного класса. Долгое время в таких схемах использовались электромеханические датчики температуры, однако в настоящее время разработчики все чаще применяют электронные компоненты, необязательно специализированные. Измерить температуру можно и с помощью обычного транзистора, как это сделано в схеме на рис. 1.

Рис. 1. Измеритель температуры на транзисторном датчике

Собственно датчиком служит переход база-эмиттер первого транзистора, так как при нагревании напряжение на переходе существенно изменяется. Два других транзистора нужны для усиления снимаемого с датчика напряжения и для его преобразования в логический сигнал, который переключается при достижении заданной температуры (обычно 80-100 °С). В данном устройстве необходимо обеспечить хороший тепловой контакт между датчиком и радиатором, как и в случае монтажа охлаждаемых компонентов. Однако на этом контакте должно соблюдаться условие полной электрической изоляции во избежание сбоев логического сигнала.

Термистор

Термистор — это чувствительный резистор, изменяющий свое физическое сопротивление с изменением температуры. Как правило, термисторы изготавливаются из керамического полупроводникового материала, такого как кобальт, марганец или оксид никеля и покрываются стеклом. Они представляют собой небольшие плоские герметичные диски, которые сравнительно быстрое реагируют на любые изменения температуры.

За счет полупроводниковых свойств материала, термисторы имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC), т.е. сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Однако, есть также термисторы, с положительным температурным коэффициентом (ПТК), их сопротивление возрастает с увеличением температуры.

График работы термистора

Преимущества термисторов

• Большая скорость реагирования на изменения температуры, точность.
• Низкая стоимость.
• Более высокое сопротивление в диапазоне от 2,000 до 10,000 ом.
• Гораздо более высокая чувствительность (

Зависимости сопротивления от температуры

Зависимость сопротивления от температуры выражается следующим уравнением:

где A, B, C — это константы (предоставляются условиями расчёта), R — сопротивление в Омах, T — температура в Кельвинах. Вы можете легко рассчитать изменение температуры от изменения сопротивления или наоборот.

Как использовать термистор?

Термисторы оцениваются по их резистивному значению при комнатной температуре (25°C). Термистор-это пассивное резистивное устройство, поэтому оно требует производства контроля текущего выходного напряжения. Как правило, они соединены последовательно с подходящими стабилизаторами, образующими делитель напряжения сети.

Пример: рассмотрим термистор с сопротивлением значение 2.2K при 25°C и 50 Ом при 80°C. Термистор подключен последовательно с 1 ком резистором через 5 В питание.

Следовательно, его выходное напряжение может быть рассчитано следующим образом:

При 25°C, RNTC = 2200 Ом;

При 80°C, RNTC = 50 Ом;

Однако, важно отметить, что при комнатной температуре стандартные значения сопротивлений различны для различных термисторов, так как они являются нелинейными. Термистор имеет экспоненциальное изменение температуры, а следовательно-бета постоянную, которую используют, чтобы вычислить его сопротивление для заданной температуры. Выходное напряжение на резисторе и температура линейно связаны.

Способы самостоятельной диагностики

Как проверить датчик температуры охлаждающей жидкости? Перед тем, как снять и заменить датчик, нужно удостовериться в том, что проблема неисправности заключается именно в нем. Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости может быть произведена в домашних условиях, для этого есть несколько способов.

Для начала опишем первый способ — как проверить термодатчик путем помещения его в воду:

1. Для начала нужно положить термометр в емкость с холодной водой. Как вариант, можно использовать чайник. Желательно использовать электронный девайс, так как нужно будет измерить температурный показатель при повышенных температурах.
2. Затем к контроллеру нужно подключить тестер — мультиметр, который нужно настроить в режим замера сопротивления.
3. Затем сам ДТОЖ устанавливается в чайник.
4. Произвести замер показаний регулятора и записать их на бумажку.
5. Далее, емкость ставится на печку и нагревается, при этом вы должны снимать значения сопротивления ДТОЖ при достижении основных точек нагрева — 15, 15, 20, 25 градусом и т.д.
6. После этого необходимо сравнить полученные значения с теми, которые приведены в таблице.

Фотогалерея «Диагностика своими руками»

1. Замер сопротивления регулятора

2. Таблица зависимости параметров ДТОЖ
В том случае, если показания отличаются от наиболее оптимальных, это говорит о поломке регулятора, соответственно, его надо будет менять. Есть еще один вариант диагностики. Как проверить указатель температуры охлаждающей жидкости без термометра?

Принцип этого метода заключается в том, что при нагреве температурный показатель воды будет составлять максимум 100 градусов, не больше. Поэтому эту точку можно взять за основное значение и произвести замер сопротивления. Когда вода закипит, уровень сопротивления регулятора должен составлять около 177 Ом. Если взять во внимание погрешности, то данный показатель может составлять примерно 190-210 Ом.

Действия автовладельца в случае поломки датчика

Если регулятор работает некорректно, то у вас есть несколько вариантов:

• удостовериться в том, что проблема заключается не в обрыве проводки, если это так, то поврежденную цепь нужно восстановить;
• проверить контакты на предмет окисления — для этого провод питания нужно отсоединить, а контакты зачистить;
• если эти действия не помогли, то единственным выходом будет замена.

Термодатчик на германиевых диодах

Особенностью германиевых полупроводниковых диодов является их высокая чувствительность к изменениям температуры воздуха. Поэтому эти радиодетали могут использоваться, как термодатчики при их обратном включении.

Их применение объясняется сильной зависимостью обратного тока от температуры окружающей среды. Эта особенность диодов используется в простой схеме регулятора скорости кулера.

Германиевые диоды, соединённые параллельно (3–4 шт.), включают в обратном направлении в цепь базы составного транзистора. Их стеклянные корпуса можно крепить прямо на кулер без всяких прокладок-теплоотводов. Резистор R1 предохраняет транзистор от теплового пробоя, а R2 определяет порог срабатывания регулятора. Если при превышении комнатной температуры вентилятор не включается, то число диодов надо увеличить. Когда кулер начинает вращать лопасти с большой скоростью количество радиодеталей уменьшают.

Инструкция по снятию, замене и подключению ДТОЖ

Демонтаж контроллера ТОЖ

Как поменять датчик температуры охлаждающей жидкости своими руками? Перед тем, как заменить контроллер, нужно точно знать, где он расположен в вашем авто, для уточнения можно воспользоваться сервисной книжкой.

Процесс замены выглядит так:

1. Откройте капот автомобиля и открутите крышку заливного отверстия бачка с антифризом.
2. Затем под сливное отверстие хладагента нужно подставить емкость, а крышку отверстия нужно выкрутить.
3. Отсоедините провод, который питает контроллер.
4. Сам контроллер, в зависимости от конструктивных особенностей авто, может быть зафиксирован при помощи защелки, хомута, или закручен резьбой. Произведите демонтаж устройства.
5. Далее, производится установка датчика температуры охлаждающей жидкости. Замененный девайс перед монтажом можно обработать герметиком, в частности, речь идет о соприкасающихся поверхностях.
6. Залейте обратно антифриз.

Цена вопроса

Стоимость устройства определяется моделью авто, в котором оно будет использоваться, а также производителем. Регуляторы JP GROUP стоят около 200 рублей, от производителя BERU — в районе 350 рублей, от производителя Hella — примерно 700 рублей. Цены указаны средние, без учета модели авто.

Подключение датчика движения

Без данного датчика не обходится ни одна серьёзная охранная система. Инфракрасный датчик — базовый элемент обнаружения присутствия теплокровных.

Также при помощи PIR-датчиков чрезвычайно удобно управлять освещением в зависимости от нахождения рядом человека. Инфракрасные или пироэлектрические датчики просты по внутреннему устройству и недороги. Они крайне надёжны и редко выходят из строя.

Основа датчика — пироэлектрик или диэлектрик, способный создавать поле при изменении температуры. Они устанавливаются попарно, а сверху закрываются куполом с сегментами в виде обычных линз или линзой Френеля. Это позволяет сфокусировать лучи от разных точек проникновения.

При отсутствии излучающих тепло тел в помещении у каждого элемента одинаковая попадающая доза излучения, соответственно, одинаковое напряжение на выходах. При попадании в зону «обзора» датчиков живого теплокровного нарушается равновесие и появляются импульсы, которые и регистрируются.

HC-SR501 — наиболее распространённый и популярный датчик. Он имеет два подстроечных переменных резистора:

• один — для регулировки чувствительности и размера обнаруживаемого объекта,
• второй — для регулировки времени срабатывания (времени генерации импульса после обнаружения).

Схема подключения стандартна и не вызовет затруднений.

Заключение

В зависимости от цели использования измерителя температуры окружающего пространства для самостоятельного его изготовления можно выбрать наиболее приемлемый и выгодный по затратам вариант. Для охлаждения энергозатратных плат достаточно использовать простую схему с кулером. А вот для работы с вентиляционным и обогревательным оборудованием уже понадобится более сложная система с использованием микроконтороллера Ардуино и термодатчиков заводского изготовления.

Замена, в том числе и своими руками

Если вы точно определили что датчик вышел из строя, то заменить его не так уж и сложно, даже не опытному водителю. Как правило, корпус у него идет под «гайку», так что он просто выкручивается из своего места. Также есть и пластиковые варианты, которые сидят на двух маленьких болтиках (однако такое редкость).

Прежде чем его менять, нужно:

1) Отключить аккумулятор, это обязательно, чтобы избежать ошибок ЭБУ.

2) Слить «немного» охлаждающей жидкости, как правило, до уровня датчика, на многих СТО вообще его просто выкручивают, часть жидкости выходит – затем (после замены) добавляют до уровня сколько нужно.

3) Отсоединяем и убираем шлейф, для того чтобы его не замочить.

После просто откручиваем датчик, обычно это ключ либо на 13, 17, редко на 19.

НА это место закручиваем другой – затягиваем, но не сильно (а как говорят мастера «плотно», главное чтобы не сломать), как правило, с ним идут резиновые прокладки.

Термопары

Наиболее часто используются датчики температуры-термопары, потому что они точны, работают в широком диапазоне температур от -200°C до 2000°C, и стоят сравнительно недорого. Термопара с проводом и штепсельной вилкой на фото далее:

Работа термопар

Термопара изготовляется из двух разнородных металлов, сваренных вместе, что даёт эффект разности потенциалов от температуры. От разницы температур между двумя спаями, образуется напряжение, которое используется для измерения температуры. Разность напряжений между двумя спаями называется “эффект Зеебека”.

Если оба соединения имеют одинаковую температуру, потенциал различия в разных соединениях равен нулю, т.е. V1 = V2. Однако, если спаи имеют разную температуру, выходное напряжение относительно разности температур между двумя спаями будет равно их разности V1 — V2.