673 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электроконтактный термометр схема подключения

Электроконтактный термометр схема подключения

Существует множество устройств и способов поддержания заданной температуры или сигнализации температурного режима в контролируемой среде. Наиболее простые из них имеются в электрическом утюге, холодильнике, кондиционере. Для точного поддержания температуры, например в инкубаторе, сушильном шкафу, термокамере, необходимы специальные приборы и устройства.
Контактный термометр ТПК [1] (фото 1) состоит из ртутного термометра и электрических контактов, один из которых подвижный, и перемещается вращением магнитной муфты на верхнем конце корпуса для настройки температуры от 0 до 150 °С. Цена деления термометра 2 °С, но при градуировке по белее точному термометру реально можно выставить температуру гораздо точнее. Прямой визуальный контроль температуры, простота ее регулирования — несомненные преимущества данного прибора.
Кроме контактного термометра, достаточно иметь устройство усилительное для контактных термометров и термоконтакторов УКТ-4 (67 х 117 х 215 мм) [2]. Для подключения устройства к внешним цепям оно комплектуется розеткой РП10-11ЛУ. Схема устройства показана на рис.1.
По принципу действия устройство представляет собой тринисторный выключатель, управляемый генератором на однопереходном транзисторе (ОПТ) и транзисторным ключом. Генератор, состоящий из ОПТ VT2, резисторов R2, R3, R5 и конденсатора C2, генерирует ряд узких импульсов с частотой около 7,5 кГц. Эти импульсы открывают тринистор, осуществляя подключение нагрузки к цепи переменного тока. При замыкании контактов ТПК закрывается транзистор VT1 , базовая цепь ОПТ обесточивается, генератор прекращает свою работу, и нагрузка отключается от цепи переменного тока. Контакт, постоянно соединенный с ртутью, должен быть подключен к клемме Б4. Максимальный допустимый коммутируемый ток при активной нагрузке не более 4А. Допускается использовать в качестве нагрузки управляющие катушки магнитных пускателей переменного тока напряжением 220 В с установившимся значением тока катушки от 0,1 А до 0,15 А, при этом параллельно управляющей катушке необходимо включить цепочку с параметрами: С=1 мкФ и R = 1 кОм. Это устройство громоздко, содержит много компонентов, контактные выводы ТПК должны быть надежно защищены от случайного прикосновения, т. к. на них возможно появление напряжения 220 В относительно «земли».
Автор не стал повторять схему указанного устройства, а выполнил все гораздо проще (см. рис.2). В схеме применено реле РЭС 22 с рабочим напряжением +12 В и током срабатывания 36 мА, которое обеспечивает нагрузку на контактах до 0,1 А для переменного напряжения до 220 В. Оказалось, что реле может работать при +9 В от блока питания Д2-15 14МО.390.238 ТУ. Контактный термометр в этом случае имеет гальваническую развязку от сети 220 В. Магнитный пускатель обеспечивает возможность включения нагрузки до 6А от сети 220 В, но может быть подключен к трехфазной сети с соответствующим увеличением количества нагрузок и их мощности. В пускателе имеются свободные контакты для включения вентилятора охлаждения в шкафах и камерах большого объема, что увеличивает точность поддержания температуры, и индикаторов, т.к. реле содержит еще 3 пары контактов, аналогичных показанным на рис.2. Следует отметить, что точность поддержания температуры тем выше, чем дольше время достижения заданной температуры. При достижении заданной температуры (для инкубатора на 56 яиц) в течение не менее 2 часов, возможно поддержание температуры с точностью ± 0,5 °С. Для этих же целей необходимо тщательно выполнить теплоизоляцию корпуса инкубатора.
Реле установлено внутри корпуса накладной розетки (см. фото 2). Для него места оказалось маловато, пришлось сделать углубление 5 мм в основании из фанеры толщиной 10 мм. Устройство не имеет печатной платы, к нему подведены 3 пары проводов для подключения 220 В, контактного термометра и нагрузки. Включение устройства может быть с помощью вилки или внешнего выключателя. Не допускается параллельное включение двух и более устройств к одному контактному термометру.

Литература
1.ГОСТ 9871-75 Е. Термометры стеклянные ртутные электроконтактные и терморегуляторы. Технические условия.
2.Устройство усилительное для контактных термометров и термоконтакторов. Паспорт Мб 2.002.001 ПС.

Электроконтактные термометры: что это такое и как их используют?

Вряд ли кого-то можно удивить простым ртутным термометром. Но многие люди не представляют, что это такое — электроконтактные термометры и как их используют. А между тем существует ряд видов таких измерительных приборов, и пользоваться ими надо умело, осторожно.

Особенности

Электроконтактный термометр нужен там, где приходится визуально отслеживать рабочую температуру и предельные параметры ее одновременно. В системе используются специальные контакты для переключения. Они запускают и останавливают контур с учетом того, какова позиция указателя прибора. Принцип действия подразумевает и другую тонкость: при значительном отклонении от предустановленных значений срабатывает предупреждение. Фактически это контактные сигнализаторы для «аварийной ситуации».

Еще электроконтактные термометры можно применять для:

автоматического изменения технологических процессов.

В таких системах неизменно используется чувствительный блок (он же термобаллон). Внутрь термобаллона закачивается строго определенный объем газа.

Давление, создаваемое этим газом, меняется в зависимости от его прогрева. Измерение давления производится деформируемым преобразователем. Эта деталь связывается со стрелкой прибора и с электроконтактным узлом.

Термометр ТПК-100Эк, вернее, ТКП-100Эк (именно так он называется официально), имеет еще дополнительную модификацию — ТКП-100-Эк-М1. Устройство относится к манометрическому типу. Оно может постоянно измерять температуру жидкостей, не содержащих химически агрессивных компонентов. Чаще всего аппарат используют для замера температуры воды, смазочного масла и других подобных веществ. У термометра предусмотрен электрический выход для координации работы наружными электрическими цепями и нагревательными устройствами.

Эта модель внесена в национальный перечень средств автоматизации и промышленного оборудования. При ее производстве строго соблюдаются нормы СНИЦ 405.153.005 ТУ. Производитель заявляет, что его разработка устойчива к вибрациям. Предусматривается климатическое исполнение В4, что соответствует пригодности для эксплуатации при температурах от -50 до +60 градусов.

Основные составные части — манометрический блок, измеритель и сигнализатор.

В свою очередь, в манометрической части принято выделять:

Ключевые точки замыкания и отключения электрической цепи устанавливаются парой указателей. Термические баллоны рассчитаны на рабочее давление до 25 МПа. Но если не используется защитная гильза, этот показатель уменьшается до 1,6 МПа. Ключевые технические параметры таковы:

диапазон измерений – от -25 до 300 градусов;

заполнение ацетоном, 22-м хладоном, хлористым метилом либо толуолом;

категория точности – 2,5 либо 1,5;

термический баллон из стального нержавеющего сплава 12Х18Н10Т либо из латуни ЛС59-1;

соединительный капилляр длиной от 1,6 до 10 м;

сечение термического баллона – от 12 до 16 мм;

погружение термобаллона на 160—400 мм;

защита капилляра при помощи оболочки из меди либо полиэтилена.

Подсоединение баллона всегда выполняется гибким способом. Предельно допущенная погрешность измерения из-за температурных колебаний не превышает 0,4% общего диапазона на 10 градусов + 0,01% от того же показателя на каждый метр рабочего капилляра. Тепловая инерция в спокойной воде равна 30 секундам. Средний период наработки на отказ составляет 10000 часов. Поверка термометра должна производиться ежегодно.

Но ртутный стеклянный термометр типа ТКП — не единственный возможный вариант. Довольно неплохо проявляет себя и электроконтактный термометр 73-8хх. Его изготавливают из отборной нержавеющей стали. Устройство заявлено производителем как оптимальный выбор для:

оснащения приборных панелей и различных контроллеров.

Модели отвечают самым последним требованиям измерительных стандартов. Все электроконтактные термометры из этой подборки пригодны для наружной установки на трубы и технологические сосуды. Они прошли сертификацию по стандарту АТЕХ, что позволяет использовать устройства на взрывоопасных участках производств. Допускается также совместное применение с ПЛК.

Система отлично выручает в труднодоступных местах. Полезна она и там, где нужно коммутировать электрические цепи. Электроконтактная «модель 73» адаптируется к самым разным присоединениям и техническим процессам. Удобство считывания показания обеспечивается регулировкой длины штоков, наличием поворотного и откидывающегося корпусов. Существует вариант с контактной площадкой, обеспечивающий измерение температуры в очень узких трубках.

Внимания заслуживает и линейка электроконтактных термометров ЭКТ-72-УС. Они предназначены для работы с неагрессивными газами и жидкостями. Эти устройства могут сигнализировать о критической ситуации и напрямую управлять техническими системами. Разница между моделями линейки состоит в числе уставок. Допускается применение их при температуре не менее -5 и не более 60 градусов, относительная влажность воздуха может быть до 98%; применять модели УС во взрывоопасной среде недопустимо.

Читать еще:  Ra на чертеже что значит

Как пользоваться?

Термометры ТКП имеют обычное и предназначенное для атомной промышленности (отличающееся повышенной точностью) исполнение. Минимальное напряжение коммутации составляет 18 В при токе не менее 10 мА. Уставки отображаются на штатном индикаторе при помощи удлиненных сегментов. Когда подается питание на схему, контакты должны быть разомкнуты. В этот момент транзистор V8 должен быть открыт отрицательным потенциалом; подача потенциала идет через резистор R1.

Когда импульсы из генератора открывают тиристор, можно подключить нагрузку к переменной цепи. Когда цепи коммутации имеют индуктивную нагрузку, параллельно релейным контактам надо подсоединять цепи для гашения искр. Их создают, последовательно подсоединяя резистор к конденсатору. В самом начале испытывают устройства при всех измеряемых диапазонах. При необходимости подстраивают «ноль».

Меры предосторожности

Ртутный электроконтактный термометр требуется там, где до него не могут добраться посторонние люди. Если произошел разлив или выплеск ядовитого металла, нужно покинуть помещение, а собирать разлитое вещество в стеклянную банку с водой. Работать надо в перчатках и индивидуальных средствах защиты дыхания. Еще лучше сразу обратиться к профессионалам. Также следует заботиться о:

безопасности электрических контактов;

привлечении к работе только персонала, имеющего необходимый квалификационный уровень;

хранении устройства в соответствии с 1-й категорией по ГОСТ 15150.

Обзор термометра ТКП-160Сг-УХЛ представлен далее.

Электроконтактный термометр схема подключения

1.1. Термометры стеклянные ртутные электреконтактные с погружаемой нижней частью предназначены для поддержания постоянной температуры или сигнализации о достижении заданной температуры в пределах измерений от минус -35 до +350°C.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1. Термометры стеклянные ртутные электреконтактные со вложенной внутрь оболочки шкальной пластиной из стекла молочного цвета, с магнитной регулировкой положения рабочего контакта в пределах шкалы, с погружаемой нижней частью.

Термометры изготавливаются следующих исполнений:

2.3. Допускаемая электрическая нагрузка на контактах ТПК не более 1 ВА при напряжении до 220 В или при силе тока не белее 0,04 А.

3. КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ

4. ПРИНЦИП РАБОТЫ

4.1. Принцип работы термометра основан на изменении объема термометрической жидкости (ртути) в зависимости от температуры измеряемой среды и на способности ртути служить проводником электрического тока при замыкании контактов.

4.2. Термометры должны работать в цепях постоянного и переменного тока частотой (50±1) Гц. При включении термометров в цепь постоянного тока «минус» источника тока должен быть подсоединен к соединительному контакту термометра. Контакты имеют маркировку «+» и «—». Термометры должны работать в безискровом режиме.

4.3. В схему подключения термометра заложен тиристорный выключатель, управляемый генератором на ОПТ и транзисторным ключом.
Схема работает следующим образом: после подачи питания на схему при разомкнутых контактах термометра транзистор V 8 открыт отрицательным потенциалом, подаваемым на его базу через резистор R1. Генератор на ОПТ, состоящий из однопереходного транзистора V 9, резисторов R2, R4, R5 и конденсатора C2, включается в работу и генерирует ряд узких импульсов с частотой около 7,5 кГц.

Эти импульсы открывают тиристор, осуществляя тем самым подключение нагрузки к цепи переменного тока. Контакты термометра при этом находятся под напряжением, не превышающем величины падения напряжения на переходе открытого транзистора V 8 (не более 0,5 В). При замыкании контактов термометра транзистор V 8 закрывается, базовая цепь однопереходного транзистора обеспечивается, генератор на ОПТ прекращает свою работу и транзистор отключает нагрузку от цепи переменного тока.

Ток, проходящий через замкнутые контакты термометра, при этом определяется напряжением питания схемы управления и величиной суммы сопротивлений RI + R2 (около 0,2 mA).

Питание схемы управления осуществляется от сети переменного тока через выпрямитель на диоде V 6, стабилизатор на резистор R8, стабилитроне V 7 и сглаживающем конденсаторе C1.

5. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1. Контактные выводы термометра должны быть надежно изолированы от корпусов приборов или аппаратов, так как на контактных выводах возможно появление напряжения до 220 В относительно земли.

5.2. Термометрическая жидкость для наполнения термометров электроконтактных является ртуть. Пары ртути ядовиты. В случае боя термометров рассыпанную ртуть следует собрать медной лопаточкой, обработанной в азотной кислоте. Для устранения испарения ртути хранить ее нужно под слоем воды и в дальнейшем сдавать ее в установленном порядке.

6. ПОДГОТОВКА ИЗДЕЛИЯ К РАБОТЕ

6.1. Термометры электроконтактные погружайте в измеряемую среду нижней частью — до плечиков, угловые — до изгиба угла.

6.2. Настройку термометров на требуемую температуру контактирования производите с помощью магнитного приспособления, которое вращайте в ту или другую стороны, тем самым поднимая или опуская конец вольфрамовой нити, устанавливая его на отметке заданной температуры контактировання.

Предварительную настройку производите по верхней шкале, следя, чтобы овальная гайка нижним обрезом была установлена на отметке заданной температуры контактирования. После этого проверьте положение конца подвижного контакта относительно температурной отметки по нижней шкале и проведите дополнительную регулировку магнитным приспособлением.

7. ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

7.1. Термометры перед включением в электрическую схему следует проверить внешним осмотром на отсутствие разрывов ртутного столбика.

Если при транспортировании или в процессе эксплуатации произойдет разрыв ртутного столбика, то его можно соединить, восстановив работоспособность прибора.

7.2. Устранение разрывов ртутного столбика в термометрах можно производить путем осторожного подогревания резервуара со ртутью до тех пор, пока ртуть не поднимется в расширенную часть капилляра и не соединится в нем. Во избежание вскипания и выброса ртути из капилляра нагрев следует производить осторожно.

Подвижной контакт — вольфрамовую нить надо поднять до предела вверх. Допускается комбинирование приемов: охлаждение резервуара, подогрев, встряхивание термометра, постукивание на оболочке.

Во всех случаях термометр следует держать ртутным резервуаром вниз и следить, чтобы ртуть не замерзла (температура замерзания ртути -38,8°C).

8. СВИДЕТЕЛЬСТВО О ПРИЕМКЕ

8.1. Термометр стеклянный ртутный электроконтактный тина ТПК — соответствует требованиям ГОСТ 9871-75 и признан годным к эксплуатации.

9 ПРАВИЛА ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ

9.1. Термометры, можно транспортировать любым видом транспорта, кроме авиационного. При хранении, транспортировании термометров температура окружающего воздуха должна быть не ниже минус -35°С.

Термометры должны храниться в закрытом пэмещении.

10. ГАРАНТИЙНЫЕ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА

10.1. Изготовитель гарантирует соответствие термометров требованиям ГОСТ 9871-75 при соблюдении потребителем условий эксплуатации и хранения, установленных стандартом.

Гарантийный срок эксплуатации для термометров — 24 месяца со дня ввода в эксплуатацию.

Гарантийный срок хранения для термометров — 24 месяца со дня изготовления.

Схема электронного термометра с выносным датчиком своими руками

На замену не совсем удобным аналоговым измерителям температуры, в основе работы которых лежит свойство жидкости расширяться и сжиматься, промышленность предложила дискретные устройства. Эти совсем несложные приборы обладают рядом неоспоримых преимуществ. Купить измеритель можно практически в любом магазине бытовой или климатической техники, но гораздо интереснее изготовить электронный термометр с выносным датчиком своими руками.

Суть устройства

Термометр, разговорный аналог — градусник, предназначен для измерения температуры окружающей среды. Первое устройство было изобретено в 1714 году немецким физиком Д. Г. Фаренгейтом. В основе своей конструкции он использовал прозрачную запаянную колбу, внутри которой находился спирт. После в качестве жидкости учёный применил ртуть. Но шкала аналогового измерителя, существующая и по сей день, была разработана лишь только через 30 лет шведским астрономом и метеорологом Андерс Цельсием. За начальные точки он предложил взять температуру тающего льда и кипения воды.

Интересным фактом является то, что изначально числом 100 была отмечена температура таяния льда, а за ноль взята точка кипения. Впоследствии шкалу «перевернули». По некоторым мнениям это сделал сам Цельсий, по другим — его соотечественники ботаник Линней и астроном Штремер.

Вскоре изготовление ртутных измерителей было широко налажено производством в промышленных масштабах. Со временем ртуть из-за своей ядовитости была заменена на спирт, а затем и вовсе был предложен новый тип устройства — цифровой. Сегодня, пожалуй, градусник стал неотъемлемым атрибутом любого жилища. По совету Всемирной организации здравоохранения была принята Минаматская конвенция, направленная на постепенный вывод из обихода ртутных градусников. Согласно ей в 2022 году использование ртути в измерителях будет полностью прекращено.

Читать еще:  Чертеж шлифовального станка своими руками

Поэтому из-за своих отличных характеристик термометр с цифровой схемой практически не имеет конкурентов. Предлагаемые в продаже спиртовые приборы проигрывают ему по точности и удобству восприятия данных.

Электронные модели могут располагаться в любом месте, ведь в контролируемом помещении необходимо расположить только небольшой датчик, подключённый к устройству. Этот тип используется во многих технологических процессах промышленности, например, строительных, аграрных, энергетических. С их помощью контролируется:

  • температура воздуха в производственных и жилых зданиях;
  • проверка нагрева сыпучих продуктов;
  • состояние вязких материалов.

Принцип работы

Перед тем как непосредственно приступить к изготовлению электронного термометра, следует разобраться в принципе его действия и определиться, из каких узлов будет состоять конструкция. Промышленно выпускаемые электронные градусники различаются по своим размерам и назначению. Но все они построены на однотипном принципе действия.

Проводимость материала изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Основываясь на этом и проектируется схема электронного градусника. Так, чаще всего в конструкции применяется термопара. Это электронный прибор, стоящий из двух сваренных между собой металлов. На поверхности каждого из них имеется контактная площадка, подключённая к измерительной схеме. При нагревании или охлаждении контактов возникает термоэлектродвижущая сила, появление и изменение которой регистрируется платой электроники.

В устройствах нового поколения вместо термочувствительного элемента используется кремниевый диод. Полупроводниковый радиоэлемент, у которого наблюдается зависимость вольт-амперной характеристики от температурного воздействия. Иными словами, при прямом включении (направление тока от анода к катоду) значение падения напряжения на переходе изменяется в зависимости от нагрева полупроводника.

Обработанные данные выводятся на дисплей, с которого уже визуально снимаются пользователем. Цифровые градусники позволяют измерять изменения температуры в диапазоне от -50 ° С до 100 ° С.

Всего же в конструкции простого термометра можно выделить пять блоков:

  1. Датчик — устройство, изменяющее свои параметры в зависимости от величины воздействующей на него температуры.
  2. Измерительные провода — используются для выноса датчика и его расположения в различных местах, требующих контроля над температурой. Чаще всего это небольшого сечения в диаметре проводники, даже необязательно экранированные.
  3. Плата электроники — содержит блок анализатора, фиксирующий изменения приходящего от датчика сигнала, а затем передающий его на экран.
  4. Дисплей — монохромный или цветной экран, предназначенный для отображения данных об измеренной температуре.
  5. Блок питания — собирается на типовых для радиоэлектроники интегральных микросхемах. Используется для стабилизации и преобразования питания, подающегося на все узлы платы.

Особенности изготовления

Человеку, увлекающемуся радиолюбительством, сделать электронный термометр своими руками по схеме не доставит трудностей, но в то же время обычному потребителю понадобится иметь хотя бы навыки паяния. Сегодня существует довольно много различных схем, отличающихся как сложностью повторения, так и дефицитностью радиодеталей.

При выборе схемы учитывают характеристики, которые она сможет обеспечить будущему измерительному устройству. В первую очередь — это диапазон измеряемых температур, а во вторую – погрешность. Конструктивно можно собрать проводную и беспроводную модель. При сборке второго типа используется радиомодуль, значительно удорожающий изделие.

Из-за использования чувствительных специализированных микросхем собирать навесным монтажом схему вряд ли получится. Поэтому предварительно изготавливается печатная плата. Делать её лучше из одностороннего фольгированного стеклотекстолита методом «лазерно-утюжной технологии».

Суть метода заключается в том, что с помощью, например, Sprint Layout, рисуется печатная схема устройства и распечатывается в зеркальном отображении в масштабе 1:1 на лазерном принтере. Затем, приложив отпечатанный рисунок изображением вниз к фольгированному слою, проглаживают чертёж разогретым утюгом. Из-за особенностей тонера изображение линий перенесётся на стеклотекстолит. Далее плата погружается в ванную с реактивом, например, FeCl3.

В качестве индикатора можно использовать светодиодную матрицу, но лучше приобрести любой монохромный экран. Простой экран можно взять буквально за «копейки», например, подойдёт от старых системных блоков, выполненных в форм-факторе АТ. Если планируется конструкция с выносным датчиком, то неплохим вариантом будет использование шлейфа с диаметром проводника от 0,3 мм2, но в принципе подойдёт любой провод. При этом чем вынос датчика больше, тем большего сечения нужен и провод.

В схемотехнике некоторых термометров используются микроконтроллеры. Их применение позволяет упростить электрическую схему и повысить функциональность, но при этом требует навыков программирования и умения загружать прошивку. Для этого понадобится программатор, который можно также спаять самостоятельно, например, для LPT из пяти проводов.

Простой термометр

Конструкция простого термометра состоит всего из трёх деталей и тестера. В качестве датчика температуры в схеме используется LM35. Это интегральный прибор с калиброванным выходом по напряжению. Амплитуда на выходе датчика пропорциональна температуре. Точность измерений составляет 0,75° C. Запитывать интегральную микросхему можно как от однополярного источника, так и двухполярного. Предел измерений от -55 ° до 150° C.

В качестве мультиметра можно использовать стрелочный или цифровой прибор. К датчику согласно схеме подключают источник питания. Например, КРОНу или три соединённых последовательно пальчиковых батарейки. Измеритель же подключают к клеммам V и COM и переводят в режим измерения температуры. Потребление датчика при работе не превышает 10 мкА.

Диапазон измерения мультиметра устанавливается на два вольта. Отображённый на экране результат и будет соответствовать измеряемой температуре. Последняя цифра в числе обозначает десятые доли градуса.

При желании устройство можно сделать двухканальным. Для этого дополнительно необходимо будет изготовить механический или электронный переключатель.

Цифровая схема

Одна из самых простых схем состоит всего из нескольких элементов. В основе конструкции лежит использование датчика, выдающего значение температуры в цифровом коде. Стоимость термодатчика LM 335 не превышает 50 центов, при этом после калибровки его точность измерения составляет от 0,3 ° до 1,5° C. Датчик может измерять температуру от — 40 ° до 100° C. Выпускается он в двух корпусах — TO-92 и SOIC. В качестве аналога можно использовать отечественную микросхему К1019ЕМ1.

При монтаже длина соединительных проводов может достигать пяти метров. Калибровка схемы осуществляется изменением напряжения, подаваемым на вывод один. Необходимое значение рассчитывается по формуле:

Uвых = Vвых1 * T / To, где:

  • Uвых – напряжение на выходе микросхемы;
  • Uвых1 – напряжение на выходе при эталонной температуре;
  • T и To – измеряемая и эталонная температура.

Напряжение, формирующее выходной сигнал, зависит от температуры, поэтому питание, подающееся на датчик, должно осуществляться от источника тока. Собирается он на двух транзисторах КТ209 и не требует дополнительных настроек. Максимальный ток питания не превышает 5 мА. Увеличение выходного напряжения на 10 мВ соответствует приросту температуры на один градус.

Использование микроконтроллера

Применение в схеме самодельного термометра микроконтроллера подразумевает использование программы, управляющей его работой. В качестве микросхемы применяется ATmega8, а датчика температуры — DS18B20.

В схеме используется небольшое число радиодеталей. Она несложная и не нуждается после сборки в какой-либо наладке. Напряжение питания микроконтроллера составляет пять вольт. Для его стабилизации используется микросхема L7805. Транзисторы можно использовать любые с NPN структурой. В качестве индикатора подойдёт трёхразрядный сегментный дисплей с общим катодом.

Температура устройством может изменяться в интервале от -55 ° до 125º С с шагом в 0,1º С. Погрешность измерения не превышает 0,5º С. Обмен данными между датчиком и микроконтроллером происходит по шине 1-Wire. При большом расстоянии выноса измерительной микросхемы DS18B20 от ATmega8 необходимо подобрать подтягивающее сопротивление. Распаять его лучше непосредственно на вывод датчика.

При программировании все установки микроконтроллера оставляются заводскими, и фьюзы не изменяются. Затем к собранному термометру можно добавить ещё один датчик, а также часы. Но для этого необходимо будет обладать знаниями в программировании, чтобы дописать программный код.

Точный термометр

Применение в качестве датчиков полупроводниковых диодов и транзисторов характеризуется сложностью калибровки показаний, что в итоге приводит к погрешности результата измерений. Поэтому для получения точного результата в качестве измерителя применяется бифилярно намотанная катушка из тонкого проводника, размещённая в цилиндре, имеющем размеры порядка 4×20 мм.

Основой конструкции является микросхема ICL707 и светящийся индикатор. Питание можно подавать от любого источника с выходной амплитудой 12 В. На DA3 собран нормирующий преобразователь, изменяющий своё выходное напряжение в зависимости от сигнала, поступаемого с датчика.

Читать еще:  Кнопка с фиксацией обозначение на схеме гост

Настройка заключается в выставлении на 36 ноге микросхемы напряжения, равного одному вольту. Делается это с помощью резисторов R3 и R4. Вместо датчика подключают резистор на 100 Ом. Изменением сопротивления R14 устанавливают нули на цифровом индикаторе. После чего устройство готово к измерениям.

Что такое электроконтактный манометр, назначение, принцип работы, схема подключения и обзор популярных моделей

Для соблюдения необходимых условий безопасности, важно, чтобы рабочие параметры технологический установок не превышали аварийных значений. Если возникают такие ситуации, то автоматическая система управления должна немедленно остановить работу оборудования и не давать ему запускаться до устранения неполадок или до достижения требуемых значений технологических параметров регулируемой среды.

Сегодня на рынке существует огромное количество приборов для управления технологическими процессами. Так, например, одним из датчиков для измерения и контроля давления является электроконтактный манометр.

Что это за датчик и когда используется

Электроконтактный манометр — это датчик, который применяется для измерения избыточного и вакуумметрического давлений в разных средах (жидкость, газ, пар), используется в качестве сигнализирующего устройства прямого действия и позволяет управлять производственными процессами, при этом особым условием к среде является исключение ее кристаллизации.

ЭКМ применяется для выдачи сигналов управления исполнительным механизмам, которые поддерживают значения давления в трубопроводе, а также компрессорных установках, гидросистемах, пневмооборудованиях или бытовых автоклавах на определённом значении.

Электроконтактный манометр пользуется популярностью во многих отраслях промышленности и инфраструктурных системах:

  • Энергетика;
  • Металлургия;
  • Нефтегазовая и нефтехимическая промышленность;
  • Системы водоснабжения;
  • Машиностроительные установки;
  • Генерация тепла и его распределение.

Также ЭКМ востребованы в системах автоматики безопасности ТЭЦ, ЦТП и котельных.

Разновидности моделей датчиков

Производством электроконтактных манометров занимается немало производителей, некоторые предлагают достаточно широкую линейку моделей, приведенный ниже перечень разделен согласно различным заводам-изготовителям:

  • ТМ (ТВ, ТМВ), 10-ой серии;
  • PGS23.100, PGS23.160;
  • ЭКМ100Вм, ЭКМ160Вм;
  • ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06, ДМ2005Сг и ее аналог ТМ-610.05 РОСМА.

Все перечисленные модели делятся на манометры с микровыключателями и с магнитомеханическими контактами. Также производители выпускают приборы во взрывозащищенном исполнении и виброустойчивые или жидконаполненные (внутри заполнены диэлектрическим маслом, чаще всего глицерином) чтобы показания стрелки манометра “не скакали” при повышенной пульсации измеряемой среды. Глицерин внутри ЭКМ не даст стрелке быстро перемещаться.

Принцип работы электроконтактных манометров

Принцип работы ЭКМ заключается в замыкании или размыкании подвижным контактом некого уставочного значения. Подвижным контактом электроконтактного манометра является показывающая давление стрелка, которая поворачивается при изменении давления в измеряемой среде. Уставочное (регулируемое) значение выставляется вручную с помощью двух стрелок (минимальное и максимальное значение). Эти стрелки манометра после установки значений неподвижны.

Значение подвижной стрелки в рабочем процессе, как правило, находится между двумя уставочными, но при пересечении ей предельного значения происходит замыкание либо размыкание контактов внутренней электрической цепи (зависит от типа исполнения модели). Данные контакты можно использовать в различных релейных схемах для управления, например, пневматическими или электромагнитными клапанами, а также магнитными пускателями различных двигателей.

Обратите внимание! Коммутационная способность контактов электроконтактного манометра не позволяет коммутировать большие токи нагрузки.

На каждом электроконтактном манометре нанесена маркировка, которая описывает все его характеристики и разновидность.

Устройство ЭКМ

ЭКМ является устройством, имеющий форму цилиндра и очень похожим на обычный манометр. Но в отличие от него в состав ЭКМ входят две стрелки, задающие значения уставок: Рмакс и Рмин (их перемещение осуществляется по шкале циферблата в ручную). Подвижная стрелка, показывающая реальное значение измеряемого давления коммутирует контактные группы, которые замыкаются или размыкаются при достижении ей выставленного значения. Все стрелки располагаются на одной оси, но места, в которых они закреплены, изолированы и не соприкасаются друг с другом.

Ось индикаторной стрелки изолирована от деталей прибора, его корпуса и шкалы. Она совершает вращения независимо от других.

К подшипникам, с помощью которых крепятся стрелки, подведены специальные токоведущие пластины (ламели), соединенные с соответствующей стрелкой, а с другой стороны эти пластины выведены в контактную группу.

Помимо вышеперечисленных составляющих, ЭКМ как и любой манометр имеет также чувствительный элемент. Почти во всех моделях, этим элементом является трубка Бурдона, которая перемещается вместе со стрелкой, жестко закрепленной на нём, также в роли данного элемента для датчиков, измеряющих давление среды более 6 МПа, используется многовитковая пружина.

Схемы подключения электроконтактных манометров

На рисунке приведены типовые возможные схемы подключения ЭКМ.

  • 1 – основная показывающая стрелка;
  • 2 и 3 – уставки предельных значений;
  • 4 и 5 – области замкнутых и разомкнутых контактов;
  • 6 и 7 – внешние цепи, в которых находится электроконтактный манометр.

Рассмотрим работу контактов ЭКМ на примере датчика с исполнением 1. При достижении давления установленного значения (2) рабочей стрелкой (1), т.е. попадание рабочей стрелки (1) в зону 4, контакт ЭКМ замыкается. При понижении значения давления ниже уставочной стрелки (2) – контакт разомкнётся.

Какие контактные группы могут быть использованы, зависит от типа устройства, а существуют они согласно ГОСТ 13717-84 Приложение 1 следующих видов:

  • ИСПОЛНЕНИЕ 1 – Нормально разомкнутый (НО), с одним контактом;
  • ИСПОЛНЕНИЕ 2 – Нормально замкнутый (НЗ), с одним контактом;
  • ИСПОЛНЕНИЕ 3 – С двумя контактами, оба нормально замкнуты (НЗ);
  • ИСПОЛНЕНИЕ 4 – С двумя контактами, которые нормально разомкнуты (НО);
  • ИСПОЛНЕНИЕ 5 – С двумя контактами, когда один из них нормально замкнутый (НЗ), а второй нормально разомкнутый (НО);
  • ИСПОЛНЕНИЕ 6 – С двумя контактами, когда один из них нормально разомкнутый (НО), а второй замкнутый (НЗ).

Преимущества и недостатки

Как и любые технические приборы, ЭКМ имеют свои преимущества и недостатки.

  • Ограничение мощности нагрузки из-за слишком малого значения предельного тока коммутации, который имеет диапазон от 0,3 до 0,5 А (ЭКМ со скользящими контактами) до 1 А (контакты с магнитным поджатием);
  • Высокая стоимость, по сравнению с реле давления, цена может быть больше в два или три раза.
  • Визуализация настроек четкая и понятная;
  • Настройка пределов срабатывания достаточно проста и не требует специальных ключей, особых знаний и большого количества времени;
  • Сборка в едином корпусе, что позволяет не использовать дополнительных тройников при подключении.

Фирмы-производители ЭКМ

Основные и самые известные производители датчиков ЭКМ являются:

  • Теплоконтроль;
  • Теплоклимат;
  • WIKA;
  • Теплоприбор;
  • Аналитприбор;
  • Эксперт;
  • Манометр.

Краткий обзор некоторых моделей датчиков и их особенности

ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06

ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06 от производителя ЗАО «Росма» собираются на базе манометров ТМ-510, а после установки электроконтактной приставки становятся полноценными ЭКМ.

В данных моделях ЭКМ используются контакты с магнитным поджатием, которые позволяют коммутировать большие токи с большой разрывной мощностью контактов, по сравнению с приборами, имеющие скользящие контакты.

ЭКМ ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06 характеризуются надежным электрическим соединением при динамических нагрузках.

  1. Двухконтактная электрическая схема;
  2. Максимально возможное напряжение

380 В;

  • Максимально возможный ток – 1 А;
  • Максимально возможная разрывная мощность контактов – 30 Вт;
  • ЭКМ100Вм

    ЭКМ100Вм – является электроконтактным манометром на микровыключателях, предназначен для замыкания или размыкания электрической цепи при достижении заданного предела давления. Обеспечивает визуальную индикацию контролируемого давления.

    При необходимости может быть оснащен дополнительными опциями:

    1. Бобышки, отводы или импульсные трубки ;
    2. Краны и клапаны;
    3. Прокладки, переходники, демпферы и т.д.

    Модель ЭКМ100Вм имеет следующие характеристики:

    • Диапазон возможных измерений до 4 МПа;
    • Класс точности 2.5;
    • Диаметр корпуса 100 мм;
    • электроконтактной группой V исполнения по ГОСТ 2405-88.

    Технологии не стоят на месте, все совершенствуется, в том числе и конструкции измеряемых приборов.

    Так, например, современные цифровые датчики ЭКМ-1005, ЭКМ-2005 от заводов-изготовителей Теплоклимат, Теплоконтроль и Элемер, совсем скоро вытеснят устаревшие стрелочные приборы. Это электронные показывающие современные интеллектуальные контактные манометры имеющим как дискретные, так и аналоговый выход (4-20 мА).

    Они уже пользуются на рынке достаточно большим спросом. Поэтому не важно, какими характеристиками обладает прибор, рано или поздно появится новый, более удобный и полезный в работе.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector