温度センサーの接続

温度センサーは多くの測定装置に不可欠な要素です。環境やさまざまな物体の温度を測定します。これらの装置は、生産や産業だけでなく、人々の活動の種類に応じて温度を測定する必要がある日常生活や農業でも温度計として広く使用されています。そして、その機能が正確でエラーがないようにするには、そのようなセンサーをどのように適切に接続するかという問題が常にあります。

温度センサーを接続するには、複雑な作業は必要ありません。ここでの主なことは、指示に正確に従うことです。そうすれば、結果は成功します。取り付けに必要なのは、通常のはんだごてです。

一般的なセンサーは、完全なデバイスとして、長さ 2 メートルを超えるケーブルであり、その端に測定デバイスが直接接続されています。ケーブルとは色が異なり、通常は黒です。デバイスを接続します アナログデジタルコンバーター、センサーからのアナログ信号 (電流または電圧) をデジタルに変換します。

センサー ピンの 1 つは接地され、もう 1 つは 3 ～ 4 オームの抵抗で ADC レジスタに直接接続されます。その後、ADC を情報取得モジュールに接続し、情報取得モジュールを USB インターフェイス経由でコンピュータに接続し、特別なプログラムの助けを借りて、受信したデータに基づいて特定のアクションを実行できます。

プログラムを使用すると、受信した情報を操作し、温度測定に関連する多くのタスクを実行できます。最新のデータ収集システムの多くには、測定値を監視するための特別なディスプレイが装備されています。

見かけの単純さにもかかわらず、温度センサーはワイヤの抵抗に関連する誤差を考慮する必要があることが多いため、異なる接続方式を採用しています。

具体的な例を見てみましょう。 PT100 の抵抗は、センサー温度 0 ℃で 100 オームです。断面積が 0.12 平方ミリメートルの銅線を使用して古典的な 2 線回路に従って接続し、接続ケーブルの長さが 3 メートルになる場合、2 線自体の抵抗は約 0.5 オームになります。 0 度での合計抵抗はすでに 100.5 オームであり、この抵抗は温度 101.2 度のセンサーにあるはずなので、これによりエラーが発生します。

2 線式回路に接続する場合、接続線の抵抗によりエラーの問題が発生する可能性があることがわかりますが、これらの問題は回避できます。このために、一部のデバイスは、たとえば 1.2 度調整できます。しかし、ワイヤ自体は温度の影響で抵抗を変化させるため、このような調整ではワイヤの抵抗を完全に補償することはできません。

ワイヤーの一部がセンサーとともに加熱されたチャンバーに非常に近い位置にあり、他の部分はそこから遠く離れており、部屋の環境要因の影響で温度と抵抗が変化すると仮定します。この場合、250 度ごとに加熱中の 0.5 オーム ワイヤの抵抗は 2 倍になるため、これを考慮する必要があります。

間違いを避けるために、デバイスが両方のワイヤの抵抗とともに合計抵抗を測定するように 3 線接続を使用します。ただし、1 つのワイヤの抵抗を考慮することもできますが、後で 2 を掛けるだけです。ワイヤの抵抗が合計から減算され、センサー自体の読み取り値が残ります。このソリューションを使用すると、ワイヤの抵抗が大幅に影響を受ける可能性がある場合でも、非常に高い精度が達成されます。

ただし、3 線式回路であっても、材料の不均一性、長さに沿った断面の違いなどに起因するワイヤの抵抗の程度の違いに関連する誤差を修正することはできません。もちろん、ワイヤの長さが短い場合、誤差は無視できる程度であり、2 線式回路であっても、温度測定値の偏差は大きくありません。しかし、ワイヤが十分に長い場合、その影響は非常に大きくなります。次に、デバイスがワイヤの抵抗を考慮せずにセンサーの抵抗のみを測定する場合は、4 線式接続を使用する必要があります。

したがって、2 線式回路は次のような場合に適用できます。

• 測定範囲は 40 度以下であり、高い精度は必要ありません。1 度の誤差は許容されます。

• 接続ワイヤが大きくて十分に短いため、その抵抗は比較的小さく、デバイス自体の誤差はそれらにほぼ比例します。ワイヤの抵抗を 1 度あたり 0.1 オーム、必要な精度を 0.5 度とします。である場合、結果として生じる誤差は許容誤差よりも小さくなります。 3 線式回路は、センサーから 3 ～ 100 メートルの距離で測定を行う場合に適用でき、範囲は最大 300 度で、許容誤差は 0.5% です。

誤差が 0.1 度を超えないよう、より正確で精密な測定を行うには、4 線式回路が使用されます。

従来のテスターを使用してデバイスをテストできます。 0 度で 100 オームの抵抗を持つセンサーの範囲は 0 ～ 200 オームのみに適しており、この範囲はどのマルチメーターでも使用できます。

テストは室温で行われ、デバイスのどのワイヤが短絡しているか、どのワイヤがセンサーに直接接続されているかを判断し、デバイスが特定の温度でパスポートに準拠する抵抗を示すかどうかを測定します。最後に、ハウジングに短絡がないことを確認する必要があります。 サーマルコンバータ、この測定はメグオームの範囲で実行されます。安全対策を徹底するため、ケーブルやボックスには手で触れないでください。

テスト中にテスターが無限に高い抵抗を示した場合、これはセンサーのハウジング内にグリースまたは水が誤って検出されたことを示しています。このようなデバイスはしばらくの間は動作しますが、測定値は変動します。

センサーの接続と確認に関するすべての作業はゴム手袋を使用して行う必要があることに注意してください。デバイスを分解しないでください。また、電源ケーブルの絶縁が一部の場所にないなど、何かが損傷している場合は、そのような機器を設置しないでください。設置中、センサーは近くで動作している他のデバイスに干渉する可能性があるため、最初にそれらのデバイスの電源をオフにする必要があります。

困ったときは専門家に作業を任せましょう。一般に、指示に従ってすべてを独立して行うことができますが、場合によっては、危険を冒さない方が良い場合があります。取り付けが完了したら、デバイスが正しい場所にしっかりと固定されていることを確認してください。これは非常に重要です。センサーは湿気に非常に敏感であることに注意してください。雷雨時には設置作業を行わないでください。

センサーが正常に機能していることを確認するために、予防チェックを時々実行してください。一般に、その品質は高くなければなりません。センサーを購入するときは節約しないでください。高品質のデバイスは非常に安くすることはできません。お金を節約しようとする必要がある場合は当てはまりません。