Site Loader

Содержание

РТС термисторы

РТС датчики – это термисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) (Positive Temperature Coefficient – положительный температурный коэффициент). Термисторы или терморезисторы – это полупроводниковые резисторы, сопротивление которых нелинейно зависит от температуры. Температурная зависимость сопротивления термистора с положительным ТКС характеризуется значительным увеличением сопротивления при достижении определенной температуры. Терморезисторы с отрицательным ТКС имеют экспоненциальную температурную зависимость сопротивления, т.е. сопротивление увеличивается при уменьшении температуры и уменьшается при ее увеличении. Термисторы выпускаются в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок. Широкое применение термисторы нашли во всех областях автоматики, где требуется измерять, поддерживать и регулировать температуру.

Термисторы типа РТС можно разделить на две основные категории: силисторы и «защитные термисторы». Силисторы – термочувствительные силиконовые резисторы, характеризующиеся тем, что имеют положительный, в температурном диапазоне до 150 °С, и отрицательный, в температурном диапазоне выше 150 °С, ТКС. Наиболее стабильный ТКС (около 0,77 %/°С) силисторы имеют в области от – 60 до + 150 °С, где они наиболее часто применяются для контроля температуры. «Защитные термисторы» не используются для измерения температуры, а служат как элементы встроенной температурной защиты или в качестве предохранителей в схемах защиты от перегрузок по току и напряжению.

Компания ОВЕН производит cледующие модели датчиков ДРТС:

ДРТС014-1000 ОМ.50/2 L = 50мм, l= 2 м, D = 5 мм
ДРТС094-1000 ОМ. 500/1 L = 500мм, l= 1 м, D = 6 мм
ДРТС174-1000 ОМ. 120/6 L = 120мм, l= 6 м, D = 5 мм

Рекомендации по монтажу и эксплуатации РТС датчиков

  • Датчики РТС выпускаются во влагозащищенном корпусе, который препятствует попаданию воды внутрь защитной металлической гильзы, предохраняя чувствительный элемент датчика. Тем не менее монтировать датчики температуры рекомендуется вверх заглушкой металлической гильзы.
  • Внешние электромагнитные поля могут оказывать существенное влияние на работоспособность датчика. Поэтому при монтаже РТС датчиков провода от места установки самого датчика до регулятора желательно прокладывать на максимально возможном удалении от источников помех. Если конструкция установки не позволяет этого сделать, то уменьшить влияние внешнего электромагнитного поля позволяет экранирование измерительного провода и последующее заземление экрана.

КИП и Я — записки киповца » Архив блога » NTC и PTC термисторы

Летом на пищевых предприятиях внезапно обостряются проблемы с холодильным оборудованием. Температура окружающей среды, то есть воздуха, повышается и холодильным установкам становится тяжелее. Если всем этим холодильным счастьем управляют непонимающие «специалисты», то риск выхода из строя агрегатов растет.

При всей кажущейся несложности холодильного кип оборудования, ломаться и глючить есть чему. Температурные датчики, температурные контроллеры, датчики и реле давления на компрессорах.

Для холодильной техники используют специализированные температурные контроллеры. В моем хозяйстве это в основном Dixell  и Danfoss. Да и если походить по супермаркетам и посмотреть в холодильные витрины — там наверняка будут управлять процессом они же. Эти фирмы выпускают широкий ряд термоконтроллеров для фреоновых холодильных агрегатов. Все нужные фишки типа дефростации присутствуют и позволяют настроить работу быстро и просто.

С этими приборами используются интересные датчики температуры: терморезистивные датчики.

Терморезистивный датчик — это полупроводниковый резистор, который изменяет свое сопротивление в зависимости от температуры. Многие производители могут не писать на датчиках абсолютно ничего (я пока это писал и фоткал поломанный датчик таки нашел надпись да и то благодаря сайту производителя, где она была схематично расположена на кабеле. Это заставило меня приглядеться к кабелю повнимательней и я ее таки нашел), что поначалу сбивает с толку, но на самом деле ничего сложного. Терморезисторы бывают двух типов: термисторы или позисторы. Если с ростом температуры сопротивление растет — это позистор или PTC-термистор  (Positive Тemperature Сoefficient), если с ростом температуры сопротивление падает — то это NTC-термистор (Negative Тemperature Сoefficient).

Датчики применяемые в холодильной технике могут иметь разные диапазоны температур. Можно попробовать найти аналог по сопротивлению при 25 градусах цельсия. Возможно оно будет «круглое», хотя это необязательно.  Выполнены в металлических гильзах или вообще с пластиковой миниатюрной головкой. Кабель двухпроводной из термопластичной резины. На бирке контроллера обычно производитель любезно указывает тип подключаемого датчика, что чертовски облегчает поиск замены. За 4 года 2 датчика накрылось медным тазиком, поэтому на днях проведу инвентаризацию приборов, занесу данные по используемым датчикам и закажу их в резерв. Ибо один такой маленький датчик может наделать очень большой беды при выходе из строя, если полностью полагаться на автоматику… А в остальном производстве или ТСМ, ТСП типы термосопротивлений или термопары используются, поэтому ни NTC ни PTC в запасе не хранил.

Датчик температуры ртс в Челябинске в «ХолодТрейд»

датчик ртс для электродвигателяТемпературный датчик PTC относится к терморезисторам, или термисторам, и является полупроводниковым прибором с электрическим сопротивлением, которое зависит от его температуры. Среди термисторов выделяют датчики NTC и PTC типа. PTC полупроводниковые резисторы имеют положительный температурный коэффициент сопротивления, NTC – отрицательный.

Чувствительный к температуре термистор используют как защитное устройство встраиваемой теплозащиты. Он стал важнейшим элементом полноценной защиты электрических цепей любой современной аппаратуры. По принципу действия различают контактные терморезисторы и бесконтактные (они реагируют на инфракрасное излучение и используются по большей части в оборонной промышленности).

Датчик температуры типа РТС

Температурный PTC датчик обладает свойством при росте температуры и достижении ею определенного значения резко увеличивать сопротивление. Такое свойство стало поводом называть терморезисторы типа PTC (Positive Temperature Coefficient) позисторами.

«Важно» РТС-термисторы чаще всего выпускают с полуметровым кабелем. Если длины 1,5 м оказывается недостаточно, используется дополнительный провод. Его герметично соединяют с кабелем.

РТС датчики температуры устанавливают с использованием специальных гнезд.

РТС датчик для тепловой защиты электродвигателя

датчик температуры ртс

Терморезисторы PTC нашли широкое применение в схемах теплозащиты электродвигателя. Для защиты ротора от заклинивания резистор располагают в лобовой части двигателя, для защиты от тепловых перегрузок – в обмотках. Термисторная защита помогает сохранить двигатель в рабочем состоянии при его сильном загрязнении, неисправности блока принудительного охлаждения.

Защита от тепловых перегрузок

Свою эффективность доказала тепловая защита с установленными терморезисторами непосредственно на обмотке электродвигателя. Такая прямая защита с контролем температуры прямо на месте помогает избежать перегрева двигателя при интенсивной работе, эксплуатации в тяжелых условиях. Производители осуществляют прямую температурную защиту, укладывая PTC-термисторы в обмотку двигателя. Их соединяют последовательной цепочкой и подключают к электронному блоку. ЭБ настраивают так, чтобы по достижению терморезисторами определенного суммарного значения сопротивления срабатывал контакт и размыкал электрическую цепь.

ртс датчик температуры купитьТермисторную защиту устанавливают, когда температуру электродвигателя сложно определить по токовой нагрузке. Теплозащиту предусматривают на приборах и оборудовании с двигателем, который длительный промежуток времени запускается, часто включаются/отключается, работает с частотным преобразователем. Используют ее для температурного контроля в трансформаторах, подшипниках, чтобы защитить от перегрева жидкую среду, как датчик автомобильной стабилизирующейся системы.

Характеристики PTC-термисторов

Позисторы изготавливают с использованием полупроводникового титаната бария. Его удельное сопротивление имеет аномальную температурную зависимость – при температуре выше точки Кюри возрастает не в количество раз, а на несколько порядков. В линейке PTC-термисторов есть:

  • низкотемпературные, рассчитанные на работу при температуре до 170 К;
  • среднетемпературные, работающие в диапазоне 170 – 510 К;
  • высокотемпературные для работы при 570 – 1300 К.

Выгодно купить РТС-терморезистор

датчик температуры ртс характеристикиВышедший из строя РТС-термистор можно обнаружить по внешнему виду – по разрушенному корпусу. Специалисты неисправную деталь отыскивают, тестируя мультиметром.

Купить PTC термодатчик можно в магазине компании ООО «Холод Трейд». Здесь продаются надежные комплектующие, придерживаются цен, адекватных качеству.

Наша компания предоставляет широкий выбор товаров и услуг по монтажу холодильного оборудования,  восстановлению стиральных машин, и починке холодильников.Звоните!

термистор ntc — характеристики (ВАХ), подключение, проверка на работоспособность

Термисторы NTC- это особый тип резистора, который имеет отрицательный температурный коэффициент. Это его основная особенность, которая понятна из самого слова «термо». Его внутреннее сопротивление сокращается по мере роста температуры. Обычно, эти радиодетали используются в температурных датчиках из-за своих токоограничивающих свойств.

Величина этого коэффициента у термистора выше в несколько раз, чем у силисторов – температурных датчиков, изготовленных на кремниевой основе и более чем на порядок выше( то есть в 10 раз), чем у датчиков RTD. Рабочий диапазон термистора лежит в диапазоне от -50 до +200 градусов. В данной статье описаны все особенности и отличия, устройство и схема подключения этой радиодетали, а также как и где их можно применять. Статья также содержит видеоролик и одну научную статью, посвященную рассматриваемому вопросу.

Различные термисторы

Различные термисторы

Характеристики термисторов NTC

В отличие от RTD (температурные детекторы сопротивления), изготовленные из металлов, термисторы NTC обычно изготавливаются из керамики или полимеров. Различные используемые материалы приводят к различным температурным откликам, а также к другим характеристикам. Хотя большинство термисторов NTC обычно подходят для использования в температурном диапазоне от -55 ° C до 200 ° C, где они дают наиболее точные показания, существуют специальные семейства термисторов NTC, которые могут использоваться при температурах, приближающихся к абсолютному нулю (-273,15 ° C), а также те, которые специально предназначены для использования выше 150 ° C. Температурная чувствительность датчика NTC выражается как «процентное изменение на градус C». В зависимости от используемых материалов и особенностей производственного процесса типичные значения чувствительности к температуре колеблются от -3% до -6% на ° С.

Термистор NTC – термочувствительный резистор, сопротивление которого демонстрирует большое, точное и прогнозируемое снижение по мере того, как температура ядра резистора увеличивается в диапазоне рабочих температур.

Три различных термистора NTC

Три различных термистора NTC

Характеристическая кривая NTC

Как видно из рисунка, термисторы NTC имеют гораздо более крутой наклон сопротивления-температуры по сравнению с RTD платинового сплава, что приводит к лучшей температурной чувствительности. Тем не менее, RTD остаются наиболее точными датчиками, точность которых составляет ± 0,5% от измеренной температуры, и они полезны в температурном диапазоне от -200 ° C до 800 ° C, что намного шире, чем у датчиков температуры NTC.

Основные критерии NTC термисторов

Таблица основных характеристик NTC термисторов.

Сравнение с другими датчиками температуры

По сравнению с RTD, NTC имеют меньший размер, более быстрый отклик, большую устойчивость к ударам и вибрации и имеют более низкую себестоимость. Они немного менее точны, чем RTD. По сравнению с термопарами точность, полученная от обоих, аналогична; однако термопары выдерживают очень высокие температуры (порядка 600 ° C) и используются вместо термисторов NTC, где их иногда называют пирометрами. Тем не менее, термисторы NTC обеспечивают большую чувствительность, стабильность и точность, чем термопары при более низких температурах, и используются с меньшими затратами электроэнергии и, следовательно, имеют более низкие общие затраты.

Стоимость дополнительно снижается из-за отсутствия необходимости в схемах формирования сигнала (усилители, переводчики уровня и т. д.), Которые часто необходимы при работе с RTD и всегда необходимы для термопар.

  • Температурный диапазон:приблизительный общий диапазон температур, в которых может использоваться тип датчика. В пределах заданного температурного диапазона некоторые датчики работают лучше, чем другие.
  • Относительная стоимость:относительная стоимость, поскольку эти датчики сравниваются друг с другом. Например, термисторы недороги по отношению к термометрам сопротивления, отчасти потому, что предпочтительным материалом для термопреобразователей сопротивления является платина.
  • Постоянная времени:приблизительное время, необходимое для перехода от одного значения температуры к другому. Это время в секундах, которое термистору требуется для достижения 63,2% разницы температур от начального показания до окончательного.
  • Стабильность:способность контроллера поддерживать постоянную температуру на основе обратной связи датчика температуры.
  • Чувствительность:степень реакции на изменение температуры.

Интересно почитать: фотореле в уличном освещении.

Эффект самонагрева

Эффект самонагрева — это явление, которое происходит, когда ток протекает через термистор NTC. Поскольку термистор в основном является резистором, он рассеивает энергию в виде тепла, когда через него протекает ток. Это тепло генерируется в сердечнике термистора и влияет на точность измерений. Степень, в которой это происходит, зависит от количества протекающего тока, окружающей среды (будь то жидкость или газ, есть ли какой-либо поток над датчиком NTC и т. д.), Температурный коэффициент термистора, общее количество термистора области и т. д. Тот факт, что сопротивление датчика NTC и, следовательно, ток протекания через него, зависит от окружающей среды и часто используется в резервуарах для хранения жидкости.

Теплоемкость

Теплоемкость представляет собой количество тепла, необходимое для повышения температуры термистора на 1 ° C и обычно выражается в мДж / ° C. Знание точной теплоемкости имеет большое значение при использовании датчика термистора NTC в качестве ограничителя пускового тока, поскольку он определяет скорость отклика датчика температуры NTC.

Выбор и расчет кривой

Тщательный процесс отбора должен учитывать константу рассеяния термистора, постоянную времени термической обработки, значение сопротивления, кривую сопротивления-сопротивления и допуски, чтобы учесть в наиболее важных факторах.

Что такое NTC термисторы

Поскольку зависимость между сопротивлением и температурой (кривая R-T) сильно нелинейна, в практических схемах системы должны использоваться определенные приближения.

Приближение первого порядка

Одним приближением и простейшим в использовании является приближение первого порядка, в котором говорится, что:

формула приближения первого порядка: dR = k * dT

Где k — отрицательный температурный коэффициент, ΔT — разность температур, ΔR — изменение сопротивления, возникающее в результате изменения температуры. Это приближение первого порядка справедливо только для очень узкого температурного диапазона и может быть использовано только для таких температур, где k почти постоянна во всем диапазоне температур.

Бета-формула

Другое уравнение дает удовлетворительные результаты с точностью ± 1 ° C в диапазоне от 0 ° C до + 100 ° C. Он зависит от единственной константы материала β, которая может быть получена путем измерений. Уравнение можно записать в виде:

Бета-уравнение: R (T) = R (T0) * exp (бета * (1 / T-1 / T0))

Где R (T) — сопротивление при температуре T в Кельвине, R (T0) является точкой отсчета при температуре T0. Бета-формула требует двухточечной калибровки и обычно не более чем ± 5 ° C по всему полезному диапазону термистора NTC.

Уравнение Штейнхарта-Харта

Наилучшим приближением, известным на сегодняшний день, является формула Штейнхарта-Харта, опубликованная в 1968 году:

Уравнение Штейнхарта для точного приближения: 1 / T = A + B * (ln (R)) + C * (ln (R)) ^ 3.

Где ln R — естественный логарифм сопротивления при температуре T в Кельвине, а A, B и C — коэффициенты, полученные из экспериментальных измерений. Эти коэффициенты обычно публикуются поставщиками термисторов в составе таблицы данных. Формула Штейнхарта-Харта, как правило, составляет около ± 0,15 ° С в диапазоне от -50 ° С до + 150 ° С, что является большим для большинства применений. Если требуется высокая точность, диапазон температур должен быть уменьшен, а точность лучше, чем ± 0,01 ° C в диапазоне от 0 ° C до + 100 ° C.

Термисторы

Термисторы

Выбор правильного приближения

Выбор формулы, используемой для получения температуры из измерения сопротивления, должен основываться на доступной вычислительной мощности, а также на фактических требованиях допуска. В некоторых приложениях приближение первого порядка более чем достаточно, в то время как в других случаях даже уравнение Штейнхарта-Харта удовлетворяет требованиям, а термистор должен быть откалиброван по пунктам, делая большое количество измерений и создавая таблицу поиска.

Конструкция и свойства термисторов NTC

Материалами, обычно используемыми при изготовлении NTC-резисторов, являются платина, никель, кобальт, железо и оксиды кремния, используемые в виде чистых элементов или керамики и полимеров. Термисторы NTC можно разделить на три группы, в зависимости от используемого производственного процесса.

Терморезисторы

Форма бисера или шарика. Эти термисторы NTC изготовлены из свинцовых проводов из платинового сплава, непосредственно спеченных в керамический корпус. Они обычно обеспечивают быстрое время отклика, лучшую стабильность и позволяют работать при более высоких температурах, чем дисковые и чип-датчики NTC, однако они более хрупкие. Обычно они запечатывают их в стекле, чтобы защитить их от механических повреждений во время сборки и улучшить их стабильность измерений. Типичные размеры колеблются от 0,075 до 5 мм в диаметре.

Термисторы с различными техническими характеристиками

Термисторы с различными техническими характеристиками

Преимущества и недостатки NTC и PTC

Термисторы NTC прочны, надежны и стабильны, и они оборудованы для работы в экстремальных условиях окружающей среды и помехоустойчивости в большей степени, чем другие типы датчиков температуры.

  • Компактный размер: варианты упаковки позволяют им работать в небольших или ограниченных пространствах; тем самым занимая меньше места на печатных платах.
  • Быстрое время отклика: небольшие размеры позволяют быстро реагировать на изменение температуры, что важно, когда требуется немедленная обратная связь.
  • Экономичность: термисторы не только дешевле, чем другие типы датчиков температуры; Если приобретенный термистор имеет правильную кривую RT, никакая другая калибровка не требуется во время установки или в течение срока ее эксплуатации.
  • Совпадение точек: способность получить определенное сопротивление при определенной температуре.
  • Соответствие кривой: сменные термисторы с точностью от +.

Термистор на схеме

Термисторы просты в использовании, недороги, прочны и предсказуемо реагируют на изменения температуры. Хотя они не очень хорошо работают при чрезмерно высоких или низких температурах, они являются предпочтительным датчиком для применений, которые измеряют температуру в желаемой базовой точке. Они идеальны, когда требуются очень точные температуры. Некоторые из наиболее распространенных применений термисторов используются в цифровых термометрах, в автомобилях для измерения температуры масла и охлаждающей жидкости, а также в бытовых приборах, таких как духовки и холодильники, но они также встречаются практически в любом приложении, где для обеспечения безопасности требуются защитные контуры отопления или охлаждения.

Что такое NTC термисторы

 Для более сложных приложений, таких как детекторы лазерной стабилизации, оптические блоки и устройства с зарядовой связью, встроен термистор. Например, термистор 10 кОм является стандартом, который встроен в лазерные пакеты.

Диск и чип-термисторы

Термистор в виде диска. Терморезисторы NTC имеют металлизированные поверхностные контакты. Они больше и, как результат, имеют более медленное время реакции, чем резисторы NTC типа шариков. Однако из-за их размера они имеют более высокую константу диссипации (мощность, необходимая для повышения их температуры на 1 ° C), и поскольку мощность, рассеиваемая термистором, пропорциональна квадрату тока, они могут обрабатывать более высокие токи намного лучше, чем шариковый тип термисторов. Термисторы с типом диска производятся путем прессования смеси оксидных порошков в круглую матрицу, которые затем спекаются при высоких температурах. Чипы обычно изготавливают методом литья под давлением, где суспензию материала распределяют в виде толстой пленки, сушат и разрезают в форму. Типичные размеры колеблются от 0,25 до 25 мм в диаметре.

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Терморезисторы NTC с инкапсулированным покрытием

Это датчики температуры NTC, запечатанные в воздухонепроницаемом стеклянном пузыре. Они предназначены для использования при температурах выше 150 ° C или для монтажа на печатной плате, где требуется прочность. Инкапсуляция термистора в стекле повышает стабильность датчика, а также защиту датчика от окружающей среды. Они изготавливаются герметично уплотняющими резисторами типа NTC в стеклянный контейнер. Типичные размеры колеблются от 0,4 до 10 мм в диаметре.

 

Типичные области применения

Термисторы NTC используются в широком спектре применений. Они используются для измерения температуры, температуры управления и температурной компенсации. Они также могут использоваться для обнаружения отсутствия или наличия жидкости, в качестве устройств ограничения тока в цепях питания, мониторинга температуры в автомобильных агрегатах и многих других. Датчики NTC можно разделить на три группы, в зависимости от электрической характеристики, используемой в агрегатах и устройствах.

Характеристика сопротивления-температуры

Приложения, основанные на характеристике сопротивления-времени, включают измерение температуры, контроль и компенсацию. К ним также относятся ситуации, в которых используется термистор NTC, так что температура датчика температуры NTC связана с некоторыми другими физическими явлениями. Эта группа агрегатов требует, чтобы термистор работал в условиях нулевой мощности, что означает, что ток проходящий через него поддерживается как можно на более низком уровне, чтобы избежать нагрева зонда.

Устройствами, основанными на характеристике текущего времени, являются: временная задержка, ограничение пускового тока, подавление перенапряжений и многое другое. Эти характеристики связаны с теплоемкостью и постоянной диссипации используемого термистора NTC. Схема обычно полагается на термистор NTC, нагреваясь из-за проходящего через него тока. В какой-то момент это вызовет какое-то изменение в схеме, в зависимости от устройства, в котором оно используется.

Характеристика напряжения

Устройства, основанные на характеристике напряжения и тока термистора, обычно включают изменения условий окружающей среды или изменения схемы, которые приводят к изменениям рабочей точки на заданной кривой в цепи. В зависимости от применения это может использоваться для ограничения тока, температурной компенсации или измерения температуры.

Одинаковые термисторы

Одинаковые термисторы

Какие типы и формы термистора доступны на рынке

Термисторы бывают разных форм — дисковые, микросхемы, шариковые или стержневые и могут монтироваться на поверхности или встраиваться в систему. Они могут быть заключены в эпоксидную смолу, стекло, обожжены в феноле или окрашены. Наилучшая форма часто зависит от того, какой материал контролируется, например, от твердого вещества, жидкости или газа. Например, терморезистор с бусинками идеально подходит для встраивания в устройство, а стержень, диск или цилиндрическая головка лучше всего подходят для оптических поверхностей.

Выберите форму, которая обеспечивает максимальный контакт поверхности с устройством, температура которого контролируется. Независимо от типа термистора, соединение с контролируемым устройством должно быть выполнено с использованием теплопроводящей пасты или эпоксидного клея. Обычно важно, чтобы эта паста или клей не были электропроводящими.

Заключение

Более подробно о термисторе рассказано в статье 2007_06_32. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.meanders.ru

www.ephy-mess.de

www.voltstab.ru

Предыдущая

ПолупроводникиЧто такое адресная светодиодная лента

Следующая

ПолупроводникиЧто такое полевые транзисторы?

РТС термисторы

РТС датчики – это термисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) (Positive Temperature Coefficient – положительный температурный коэффициент). Термисторы или терморезисторы – это полупроводниковые резисторы, сопротивление которых нелинейно зависит от температуры. Температурная зависимость сопротивления термистора с положительным ТКС характеризуется значительным увеличением сопротивления при достижении определенной температуры. Терморезисторы с отрицательным ТКС имеют экспоненциальную температурную зависимость сопротивления, т.е. сопротивление увеличивается при уменьшении температуры и уменьшается при ее увеличении. Термисторы выпускаются в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок. Широкое применение термисторы нашли во всех областях автоматики, где требуется измерять, поддерживать и регулировать температуру.

Термисторы типа РТС можно разделить на две основные категории: силисторы и «защитные термисторы». Силисторы – термочувствительные силиконовые резисторы, характеризующиеся тем, что имеют положительный, в температурном диапазоне до 150 °С, и отрицательный, в температурном диапазоне выше 150 °С, ТКС. Наиболее стабильный ТКС (около 0,77 %/°С) силисторы имеют в области от – 60 до + 150 °С, где они наиболее часто применяются для контроля температуры. «Защитные термисторы» не используются для измерения температуры, а служат как элементы встроенной температурной защиты или в качестве предохранителей в схемах защиты от перегрузок по току и напряжению.

Компания ОВЕН производит cледующие модели датчиков ДРТС:

ДРТС014-1000 ОМ.50/2L = 50мм, l= 2 м, D = 5 мм
ДРТС094-1000 ОМ. 500/1L = 500мм, l= 1 м, D = 6 мм
ДРТС174-1000 ОМ. 120/6L = 120мм, l= 6 м, D = 5 мм

Рекомендации по монтажу и эксплуатации РТС датчиков

  • Датчики РТС выпускаются во влагозащищенном корпусе, который препятствует попаданию воды внутрь защитной металлической гильзы, предохраняя чувствительный элемент датчика. Тем не менее монтировать датчики температуры рекомендуется вверх заглушкой металлической гильзы.
  • Внешние электромагнитные поля могут оказывать существенное влияние на работоспособность датчика. Поэтому при монтаже РТС датчиков провода от места установки самого датчика до регулятора желательно прокладывать на максимально возможном удалении от источников помех. Если конструкция установки не позволяет этого сделать, то уменьшить влияние внешнего электромагнитного поля позволяет экранирование измерительного провода и последующее заземление экрана.

Термистор PTC — положительный температурный коэффициент »Руководство по резисторам

Что такое термисторы PTC?

PTC означает «Положительный температурный коэффициент». Термисторы PTC — это резисторы с положительным температурным коэффициентом, что означает, что сопротивление увеличивается с увеличением температуры.

Термисторы

PTC делятся на две группы в зависимости от используемых материалов, их конструкции и производственного процесса. Первая группа термисторов PTC состоит из силисторов, в которых в качестве полупроводящего материала используется кремний.Они используются в качестве датчиков температуры PTC из-за их линейной характеристики. Вторая группа — термистор PTC переключаемого типа. Этот тип термисторов PTC широко используется в нагревателях PTC, датчиках и т. Д. Полимерные термисторы PTC, сделанные из специального пластика, также входят во вторую группу и часто используются в качестве восстанавливаемых предохранителей. Термистор PTC переключаемого типа имеет сильно нелинейную кривую зависимости сопротивления от температуры. Когда термистор PTC переключающего типа нагревается, сопротивление сначала начинает уменьшаться, пока не будет достигнута определенная критическая температура.При дальнейшем повышении температуры выше этого критического значения сопротивление резко возрастает. В этой статье речь пойдет о термисторах PTC переключаемого типа.

Определение термистора PTC

Термистор PTC — это термочувствительный резистор, сопротивление которого значительно увеличивается с температурой.

Характеристики термисторов PTC

Переключающие термисторы с положительным температурным коэффициентом обычно изготавливаются из поликристаллических керамических материалов, которые обладают высоким сопротивлением в исходном состоянии и становятся полупроводящими за счет добавления присадок.Чаще всего они используются как саморегулирующиеся нагреватели с положительным температурным коэффициентом. Температура перехода большинства переключаемых термисторов PTC составляет от 60 ° C до 120 ° C. Однако существуют специальные устройства, которые могут переключаться от 0 ° C до 200 ° C.

Силисторы

имеют линейную характеристику сопротивления-температуры с относительно небольшим наклоном на большей части рабочего диапазона. Они могут иметь отрицательный температурный коэффициент при температуре выше 150 ° C. Силисторы имеют температурный коэффициент сопротивления около 0.От 7 до 0,8% ° C.

Сопротивление-температура (R-T) термистора PTC и силистора

Температура перехода (T c )

Как видно из рисунка, переключающие термисторы PTC имеют слегка отрицательный температурный коэффициент до точки минимального сопротивления. Выше этой точки он имеет немного положительный коэффициент до момента достижения температуры перехода — T C . Эта температура называется температурой переключения, перехода или Кюри.Температура переключения — это температура, при которой сопротивление термисторов PTC переключаемого типа начинает быстро расти. Температуру Кюри в большинстве случаев определяют как температуру, при которой сопротивление вдвое превышает значение минимального сопротивления.

Минимальное сопротивление (R мин )

Минимальное сопротивление термистора PTC — это наименьшее сопротивление, которое можно измерить на термисторе PTC переключаемого типа, как показано на кривой R-T. Это точка на кривой, после которой температурный коэффициент становится положительным.

Номинальное сопротивление (R 25 )

Номинальное сопротивление PTC обычно определяется как сопротивление при 25 ° C. Он служит для классификации термисторов по значению их сопротивления. Он измеряется с помощью слабого тока, который не нагревает термистор в достаточной степени, чтобы повлиять на измерение.

Константа рассеяния

Константа рассеяния представляет собой соотношение между приложенной мощностью и результирующим повышением температуры тела из-за самонагрева.Некоторые из факторов, которые влияют на постоянную рассеяния: материалы контактных проводов, способ установки термистора, температура окружающей среды, теплопроводность или конвекционные пути между устройством и его окружением, размер и даже форма самого устройства. Постоянная рассеяния оказывает большое влияние на самонагревающиеся свойства термистора.

Максимальный номинальный ток

Номинальный ток представляет собой максимальный ток, который может постоянно протекать через термистор PTC при указанных условиях окружающей среды.Его значение зависит от постоянной рассеяния и кривой R-T. Если термистор будет перегружен до такой степени, что температурный коэффициент снова начнет снижаться, это приведет к ситуации неуправляемого питания и разрушению термистора.

Максимальное номинальное напряжение

Как и максимальный номинальный ток, максимальное номинальное напряжение представляет собой максимальное напряжение, которое может непрерывно подаваться на термистор при определенных условиях окружающей среды. Его значение также зависит от постоянной рассеяния и кривой R-T.

Режимы работы

В зависимости от области применения, термисторы PTC могут использоваться в двух режимах работы; самонагревающийся и чувствительный (также называемый нулевой мощностью).

Режим самонагрева

В приложениях с самонагревом используется тот факт, что когда на термистор подается напряжение и через него протекает достаточный ток, его температура увеличивается. По мере приближения к температуре Кюри сопротивление резко возрастает, позволяя протекать гораздо меньшему току. Такое поведение можно увидеть на рисунке слева.Изменение сопротивления вблизи температуры Кюри может составлять несколько порядков в диапазоне температур всего несколько градусов. Если напряжение остается постоянным, ток стабилизируется на определенном значении, когда термистор достигает теплового равновесия. Равновесная температура зависит от приложенного напряжения, а также от коэффициента теплового рассеяния термистора. Этот режим работы часто используется при проектировании цепей с временной задержкой в ​​зависимости от температуры.

Режим измерения (с нулевым потреблением энергии)

В этом режиме работы потребляемая мощность термистора настолько мала, что оказывает незначительное влияние на температуру термистора и, следовательно, сопротивление, в отличие от режима самонагрева.Режим измерения обычно используется при измерении температуры с использованием кривой R-T в качестве эталона.

Строительство и недвижимость

Терморезисторы PTC коммутирующего типа изготовлены из поликристаллических материалов. Их часто изготавливают с использованием смесей карбоната бария, оксида титана и таких добавок, как тантал, кремнезем и марганец. Материалы измельчаются, смешиваются, прессуются в диски или прямоугольные формы и спекаются. Затем добавляются контакты и, наконец, они покрываются или закрываются.Производственный процесс требует очень тщательного контроля материалов и примесей. Загрязнения порядка нескольких частей на миллион могут вызвать серьезные изменения тепловых и электрических свойств.

Полимерные ПТК изготавливаются из пластика с внедренными в него частицами углерода. Когда устройство остынет, зерна углерода находятся в тесном контакте друг с другом, образуя токопроводящий путь через устройство. По мере того, как устройство нагревается, пластик расширяется, а зерна раздвигаются, увеличивая общее сопротивление устройства.

Силисторы основаны на объемных свойствах легированного кремния и демонстрируют температурно-резистивные характеристики, близкие к линейным. Они производятся из кремниевых пластин высокого качества разной формы. Кривая термостойкости зависит от количества используемого легирования.

Типичные области применения термисторов PTC

Воздухонагреватель PTC

Нагреватели саморегулирующиеся

Если через переключающий термистор PTC проходит ток, он автоматически стабилизируется при определенной температуре.Это означает, что при понижении температуры сопротивление также будет уменьшаться, позволяя протекать большему току и, таким образом, нагревать устройство. Точно так же, если температура увеличивается, сопротивление также увеличивается, ограничивая ток, проходящий через устройство, тем самым охлаждая его. Затем термистор PTC достиг точки, когда потребляемая мощность практически не зависит от напряжения в относительно широком диапазоне напряжений. Эти термисторы PTC часто изготавливаются из керамики различных форм и размеров, и благодаря гибкости их конструкции керамические нагреватели PTC являются отличным выбором для обеспечения контролируемого электрического нагрева.Для увеличения теплопередачи керамические нагревательные элементы могут быть установлены на алюминиевых радиаторах или решетках.

Полимерный предохранитель PTC

Защита от перегрузки по току

Переключаемые термисторы PTC используются в качестве ограничителей максимального тока или сбрасываемых предохранителей в различных цепях. В случае перегрузки по току температура корпуса термистора повышается и быстро достигает температуры перехода. Это приводит к тому, что сопротивление термистора PTC резко возрастает, ограничивая ток в цепи.Когда проблема перегрузки по току или короткого замыкания будет устранена и термистор снова охладится, цепь снова будет работать в обычном режиме. Таким образом, он действует как автоматический самовосстанавливающийся предохранитель. Обычно для этого используются полимерные термисторы PTC. Они известны под разными торговыми названиями, такими как polyfuse, polyswitch и multifuse.

Время задержки

Задержка по времени в цепи может быть обеспечена за счет времени, необходимого термистору PTC для нагрева достаточно, чтобы переключиться из состояния с низким сопротивлением в состояние с высоким сопротивлением, и наоборот.Время задержки зависит от размера, температуры окружающей среды и напряжения, к которому он подключен, а также от схемы, в которой он используется. Примером использования временной задержки для термисторов PTC является их использование в люминесцентных лампах. При первом включении питания термистор находится в холодном состоянии (комнатная температура). Напряжение лампы ниже напряжения зажигания, и ток, протекающий по цепи, одновременно нагревает электроды и PTC. Когда достигается температура Кюри, PTC переключается, напряжение на лампе превысит напряжение зажигания, и лампа начнет нормальную работу.Предварительный нагрев электродов значительно увеличивает срок службы лампы, поэтому в таких схемах используются термисторы PTC.

Пуск двигателя

Некоторые электродвигатели имеют отдельную пусковую обмотку, питание которой требуется только во время запуска двигателя. В таких случаях мы можем использовать эффект самонагрева термистора PTC, подключенного последовательно с такой обмоткой. Когда цепь включена, термистор PTC имеет низкое сопротивление, позволяя току проходить через пусковую обмотку.При запуске двигателя термистор PTC нагревается и в какой-то момент переключается в состояние высокого сопротивления. Время, необходимое для этого, рассчитывается на основе требуемого времени запуска двигателя. После нагрева ток через термистор PTC становится незначительным, и это отключает ток пусковой обмотки.

Датчик уровня жидкости

Эти приложения полагаются на изменение постоянной рассеяния при увеличении теплопроводности и конвекции. Увеличение постоянной рассеяния в результате контакта устройства с жидкостью или увеличения потока воздуха над устройством снизит рабочую температуру термистора и увеличит количество энергии, необходимое для поддержания заданной температуры тела.Увеличение мощности может быть измерено и указывает системе, что термистор, например, погружен в жидкость.

Обозначение термистора PTC

Следующий символ используется для термистора с положительным температурным коэффициентом в соответствии со стандартом IEC.

Обозначение термистора PTC
Стандарт IEC

,

Что такое датчик? Различные типы датчиков с приложениями

Различные типы датчиков с приложениями

Введение в датчики

В мире полно датчиков. В своей повседневной жизни мы сталкиваемся с автоматизацией во всех сферах деятельности. Автоматизация включает в себя включение света и вентиляторов с помощью мобильных телефонов, управление телевизором с помощью мобильных приложений, регулировку температуры в помещении, датчики дыма и т. Д. Все это осуществляется с помощью датчиков.В наши дни любой продукт на базе встроенной системы имеет встроенные датчики.

Существует множество приложений, таких как камера видеонаблюдения с мобильным управлением, приложения для мониторинга и прогнозирования погоды и т. Д. Датчики играют очень важную роль в мониторинге и обнаружении в сфере здравоохранения. Поэтому, прежде чем создавать датчик, использующий приложение, мы должны понять, что именно делает датчик и сколько типов датчиков доступно.

Что такое датчик?

Датчик определяется как устройство или модуль, который помогает обнаруживать любые изменения физических величин, таких как давление, сила или электрическая величина, такая как ток или любая другая форма энергии .После наблюдения за изменениями датчик отправляет обнаруженный ввод на микроконтроллер или микропроцессор.

Наконец, датчик выдает читаемый выходной сигнал, который может быть оптическим, электрическим или любой формой сигнала, который соответствует изменению входного сигнала. В любой системе измерения датчики играют главную роль. Фактически, датчики — это первый элемент в блок-схеме системы измерения, который вступает в прямой контакт с переменными для получения достоверных выходных данных. Теперь вы знаете Что на самом деле означает датчик ? дайте нам знать о некоторых его типах и их применениях, как показано ниже.

Классификация датчиков

  1. Активные и пассивные датчики
  2. Аналоговые и цифровые датчики
Активные датчики:

Активные датчики — это датчики, которые выдают выходной сигнал с помощью внешнего источника возбуждения. Собственные физические свойства датчика меняются в зависимости от приложенного внешнего воздействия. Поэтому их еще называют самогенерирующимися датчиками.

Примеры: LVDT и тензодатчик.

Пассивные датчики:

Пассивные датчики — это тип датчиков, которые выдают выходной сигнал без помощи внешнего источника возбуждения. Им не нужны дополнительные стимулы или напряжение.

Пример: термопара, вырабатывающая значение напряжения, соответствующее приложенному теплу. Не требует внешнего источника питания.

Аналоговые и цифровые датчики

Различные типы цифровых и аналоговых датчиков перечислены ниже один за другим в зависимости от их применения.

Различные типы датчиков

Существуют различные типы датчиков, используемых для измерения физических свойств, таких как сердцебиение и пульс, скорость, теплопередача, температура и т. Д. Типы датчиков перечислены ниже, и мы обсудим обычные типы один за другим подробно с использованием и приложениями.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Types of Sensors Types of Sensors Типы датчиков
Аналоговые датчики

Датчик, вырабатывающий непрерывный сигнал по времени с аналоговым выходом, называется аналоговыми датчиками.Генерируемый аналоговый выход пропорционален измеренному или входному сигналу, подаваемому в систему. Как правило, на выходе создается аналоговое напряжение в диапазоне от 0 до 5 В или ток. Различные физические параметры, такие как температура, напряжение, давление, смещение и т. Д., Являются примерами непрерывных сигналов.

Примеры: акселерометры, датчики скорости, датчики давления, световые датчики, датчики температуры.

Инфракрасный датчик (инфракрасный датчик)

Когда мы смотрим на электромагнитный спектр, инфракрасная область делится на три области: ближняя инфракрасная, средняя инфракрасная и дальняя инфракрасная.Инфракрасный спектр имеет более высокий частотный диапазон, чем микроволновый, и меньшую частоту, чем видимый свет. Инфракрасный датчик используется для испускания и обнаружения ИК-излучения. По этому принципу ИК-датчик может использоваться как детектор препятствий. Есть два типа ИК-датчиков: активные и пассивные ИК-датчики.

Пассивный ИК-датчик: Когда датчик не использует какой-либо ИК-источник для обнаружения энергии, излучаемой препятствиями, он действует как пассивный ИК-датчик. Такие примеры, как термопара, пироэлектрический детектор и болометры, относятся к пассивным датчикам.

Активный ИК-датчик: Когда есть два компонента, которые действуют как ИК-источник и ИК-детектор, он называется активным датчиком. Светодиод или лазерный диод действуют как источник ИК-излучения. Фотодиод или фототранзисторы действуют как ИК-детектор.

Связанное сообщение: Схема, работа и применение инфракрасного датчика движения PIR

IR Sensor (Infrared Sensor) IR Sensor (Infrared Sensor)

Датчики температуры и термопары

Как уже говорилось, аналоговый датчик выдает сигналы, которые постоянно меняются во времени.Выходное значение датчика будет очень маленьким в диапазоне микровольт или милливольт. По этой причине для усиления требуются схемы формирования сигнала. Аналогово-цифровые (АЦП) преобразователи используются для преобразования полученного аналогового сигнала в цифровое значение.

Датчик температуры определяет температуру и измеряет ее изменения. Другими типами датчиков температуры являются термопары, термисторы, резистивные датчики температуры (RTD) и микросхемы датчиков температуры (LM35) и т. Д.

LM35-Temperature & Thermocouple Sensors LM35-Temperature & Thermocouple Sensors

Датчик приближения

Датчик приближения — это тип бесконтактного датчика, который используется для обнаружения объектов. Он не имеет физического контакта с объектом. Объект, расстояние до которого необходимо измерить, называется целью. В датчике приближения используется инфракрасный свет или электромагнитное излучение. Существуют различные типы датчиков приближения, такие как индуктивные, емкостные, ультразвуковые и т. Д. Приложения: обнаружение объектов для измерения скорости, идентификации вращения, обнаружения материала, датчик парковки заднего хода, подсчет объектов.Proximity Sensor Proximity Sensor

Ультразвуковой датчик

Ультразвуковые датчики используются для измерения расстояния или времени прохождения с помощью ультразвуковых волн. Источник будет использоваться для излучения ультразвуковой волны. После того, как волна попадает в цель, волны отражаются, и детектор улавливает сигнал. Время прохождения между прошедшей волной и отраженной волной измеряется с помощью ультразвукового датчика. В оптических датчиках используются два разных элемента: передатчик и приемник. В то время как ультразвуковой датчик использует один элемент для передачи и приема.Ultrasonic Sensor Ultrasonic Sensor

Акселерометры и датчик гироскопа

Акселерометр — это тип датчика, который используется для обнаружения изменений положения, скорости и вибрации путем определения движения. Он может быть аналогового или цифрового типа. В аналоговом акселерометре, в зависимости от величины ускорения, приложенного к акселерометру, вырабатывается непрерывный аналоговый сигнал напряжения.

Датчик гироскопа для определения и определения ориентации с помощью силы тяжести Земли i.е. он измеряет угловую скорость. Основное различие между акселерометрами и датчиками гироскопа заключается в том, что гироскоп может определять вращение, а акселерометр — нет. Другими словами, гироскоп измеряет любое вращение и не подвержен влиянию ускорения, а акселерометр не может отличить вращение от ускорения и не может работать, когда находится в центре вращения. Accelerometers & Gyroscope Sensor Accelerometers & Gyroscope Sensor

Датчик давления

Датчик давления работает на подаче входного напряжения и значения давления.Он выдает аналоговое выходное напряжение.

Датчик Холла

Датчик, работающий по принципу магнитного эффекта, называется датчиком Холла. Магнитное поле является входом, а электрический сигнал — выходом. Для активации датчика Холла применяется внешнее магнитное поле. Все магниты имеют две важные характеристики, а именно: плотность потока и полярность. Плотность магнитного потока всегда присутствует вокруг объекта. Следовательно, выходной сигнал датчика Холла будет функцией плотности потока.

Приложения: Одно из основных применений магнитных датчиков — в автомобильных системах для определения положения, расстояния и скорости. Например, угловое положение коленчатого вала для угла зажигания свечей зажигания, положение автомобильных сидений и ремней безопасности для управления подушками безопасности или определение скорости вращения колес для антиблокировочной тормозной системы (ABS). Датчики на эффекте Холла используются для определения положения GPS, определения скорости и управления двигателем.

Датчик веса

Датчик веса используется для измерения веса.Вход — сила или давление, выход — значение электрического напряжения. Датчик веса измеряет вес объекта косвенным методом. Существует несколько типов весоизмерительных ячеек, а именно весоизмерительные ячейки с балкой, одноточечные весоизмерительные ячейки и тензодатчик сжатия.

Весоизмерительный датчик с балкой: Используется в промышленных приложениях , таких как машины, взвешивание резервуаров, медицинское оборудование

Тензодатчик с одной точкой: Они используются для низких приложений измерения веса таких как сборщики мусора и оборудование

Датчик давления сжатия: Используется для приложений измерения большого веса , таких как медицинское устройство, для управления насосом.

Применение аналоговых датчиков

Для обнаружения скрытых следов, неоднородностей в металлах, композитах, пластмассах, керамике, а также для определения уровня воды.

Цифровые датчики

Когда данные преобразуются и передаются в цифровом виде, они называются цифровыми датчиками. Цифровые датчики — это те, которые выдают дискретные выходные сигналы. Дискретные сигналы не будут непрерывными во времени и могут быть представлены в «битах» для последовательной передачи и в «байтах» для параллельной передачи.Величина измерения будет представлена ​​в цифровом формате. Цифровой выход может быть в виде логической 1 или логического 0 (ВКЛ или ВЫКЛ). Цифровой датчик состоит из датчика, кабеля и передатчика. Измеренный сигнал преобразуется в цифровой сигнал внутри самого датчика без каких-либо внешних компонентов. Кабель используется для передачи на большие расстояния.

Датчик освещенности

Цифровой светодиод или оптический детектор, используемый для создания цифрового сигнала для измерения скорости вращения вала.К вращающемуся валу прикреплен диск. Вращающийся вал имеет прозрачные прорези по окружности. Когда вал вращается с определенной скоростью, вместе с ним вращается и диск. Датчик проходит через каждую прорезь на валу, что создает выходной импульс в виде логической 1 или логического 0. Выходные данные отображаются на ЖК-дисплее после прохождения через счетчик / регистр.

Цифровой акселерометр

Цифровой акселерометр генерирует выходной сигнал прямоугольной формы переменной частоты. Метод создания прямоугольной волны — широтно-импульсная модуляция (ШИМ).На выходе из сигнала ШИМ ширина импульса прямо пропорциональна значению ускорения.

Другие типы цифровых датчиков: Цифровые датчики температуры, энкодеры и т. Д.

Применение цифровых датчиков
  1. Обнаружение утечек в газовых трубах и кабелях с помощью датчика давления
  2. Контроль давления в шинах
  3. Контроль воздушного потока
  4. Уровень измерения
  5. Ингаляторы (медицинское устройство)

Применение датчиков в реальном времени

Применение ИК-датчика:

Радиационные термометры: Работает благодаря наличию ИК-датчика.Температура объекта измеряется с помощью радиационных термометров.

Устройства ИК-изображения: ИК-сенсоры используются для отображения объектов. Они используются в камерах термографии, которые используются в качестве неинвазивной техники визуализации.

ИК-пульт для ТВ: В наши дни ИК-пульты для телевизора используются дома и в кинотеатрах. Они используют инфракрасный свет в качестве источника для общения. Пульт от ТВ состоит из кнопок и печатной платы. Печатная плата состоит из электрической цепи, которая используется для считывания или обнаружения нажатой кнопки.Как только кнопка нажата, сигнал передается в форме кода Морзе. Транзисторы используются для усиления сигнала. Наконец, он достигает ИК-светодиода. Конец печатной платы будет подключен к ИК-светодиоду. Датчик размещается на приемной стороне телевизора. ИК-светодиод излучает ИК-свет, и датчик его распознает.

Внутри автомобиля — приложения датчика рулевого управления: В автомобиле датчики рулевого управления очень важны. Они измеряют угол поворота рулевого колеса и помогают в навигации.Эти датчики играют роль в системе электронного рулевого управления и рулевого управления с электроусилителем.

Внутри смартфона — Сенсорные приложения: В современном мире смартфон есть у каждого человека. Мобильные технологии содержат множество датчиков и средств автоматизации. Различные типы датчиков, такие как отпечатки пальцев, магнитометр, гироскоп, акселерометр, барометр, термометр, датчик приближения, монитор сердечного ритма, датчики света и многие другие.

Об авторе: Видья.M
— Бакалавр технологий (B.Tech) в области электроники и приборостроения 2011 — Магистр технологий (M.Tech) в области биомедицинской инженерии 2014 — В настоящее время работает доцентом, Департамент контрольно-измерительной техники, Индия.

Вы также можете прочитать:

.

Тепловая защита двигателя | КЭБ

Тепловая защита обмоток двигателей — ключевой компонент в оперативном автоматизированном оборудовании. Это создает уровень защиты от чрезмерной температуры обмотки, которая в конечном итоге может привести к необратимому пробою и повреждению изоляции обмотки. У EASA есть хорошая страница с хорошими фотографиями типичных неисправностей двигателей — вы же не хотите, чтобы это были вы.

Рассмотрим гипотетический пример — производственная компания использует серводвигатель на новом сборочном станке.Машина начинает работать хорошо, но затем компания решает, что им требуется более высокая производительность, поэтому рабочий цикл двигателя увеличивается. Через некоторое время более частая цикличность приводит к более высокому среднеквадратичному току двигателя. Этот более высокий среднеквадратичный ток создает накапливаемое количество энергии в виде тепла внутри обмоток двигателя.

Двигатель со временем начинает перегреваться. В конечном итоге обмотки двигателя выходят из строя, и производственная линия выходит из строя. Двигатель необходимо отправить в мастерскую для перемотки или полной замены.После расследования компания-производитель определила, что серводвигатель имел термисторную защиту обмотки PTC, но он не был подключен к источнику теплового контроля. Провал можно было полностью предотвратить.

Датчики температуры встроены в обмотку двигателя


Что такое тепловая защита обмотки?

Тепловая защита обмоток может иметь несколько различных вариантов, но основной принцип остается тем же.В защите обмотки используется датчик, который регистрирует тепловое состояние обмоток статора двигателя, и при возникновении тепловой перегрузки тепловая защита обмотки вызывает отключение двигателя.

embedded Temp sensors_motor stator windings встроенная тепловая защита двигателя

В зависимости от используемого устройства тепловой защиты методика тепловых измерений и взаимодействие устройства защиты с частотно-регулируемым приводом (VFD) KEB могут различаться. Здесь мы рассмотрим некоторые распространенные устройства тепловой защиты обмоток и датчики температуры.


Биметаллическое тепловое реле перегрузки

Биметаллическая лента — это рабочий компонент теплового реле перегрузки двигателя. Реле тепловой перегрузки — одно из наиболее распространенных и экономичных устройств защиты двигателя от перегрузки, особенно для однофазных двигателей. Как уже упоминалось, тепловые реле перегрузки содержат биметаллическую полосу, а биметаллическая полоса представляет собой механическое устройство, преобразующее изменение температуры в механическое смещение. Биметаллическая полоса состоит из двух разных металлических частей, которые имеют разную степень теплового расширения.Две полосы скрепляются друг с другом с помощью клепки или сварки по всей длине. При нагревании разные свойства теплового расширения заставляют два металла расширяться с разной скоростью. Это заставляет биметаллическую полосу изгибаться / изгибаться в одном направлении при нагревании выше температуры окружающей среды.

Тепловые реле перегрузки устанавливаются в цепи двигателя, и ток, идущий к двигателю, проходит через биметаллический отключающий элемент. Протекающий ток нагревает биметаллическую полосу, что приводит к изгибу биметаллического материала, и после достижения определенной температуры биметаллическая полоса размыкает реле.После размыкания реле ток, протекающий к двигателю, будет отключен, и двигатель и цепь двигателя будут отключены. Реле тепловой перегрузки классифицируются как класс отключения, который представляет время реакции на состояние перегрузки. Обычно классы отключения — это класс 10, 20 или 30.

Тепловые реле перегрузки с биметаллическими полосками относительно недороги и не требуют дополнительных средств управления для считывания информации. Они в основном двоичные с состояниями ВКЛ / ВЫКЛ.Обратной стороной является то, что мало что можно сделать, чтобы отреагировать на повышение температуры перед полным отключением.


Датчик термистора PTC

Один из распространенных датчиков температуры, используемых в двигателях KEB, — это термисторный датчик PTC. Датчик PTC — это резистор, сопротивление которого зависит от температуры, а PTC означает «положительный температурный коэффициент». Это означает, что сопротивление увеличивается с повышением температуры. Существует два типа термисторов PTC: линейные и переключаемые.Разница между ними основана на материале, конструкции и производстве. В этом обсуждении мы сосредоточимся только на терморезисторах PTC переключаемого типа.

PTC motor thermal protection Temperature resistance line graph

РТС-термисторы переключающего типа используют поликристаллический керамический материал, который имеет сильно нелинейную кривую сопротивления в зависимости от температуры. В зависимости от окружающей температуры и сопротивления терморезистор PTC переключаемого типа может немного уменьшать сопротивление с повышением температуры, но затем при определенной температуре, называемой критической температурой, T C , реакция сопротивления резко возрастает.Типичная критическая температура для термистора PTC переключаемого типа составляет 60–140 ° C. При достижении критической температуры сопротивление PTC резко увеличивается до значений более 1000 Ом.

Нелинейная характеристика термисторов PTC имеет преимущество. В критическом диапазоне небольшая разница температур означает большое изменение сопротивления, которое можно измерить и контролировать с помощью частотно-регулируемого привода или контроллера.

Это высокое сопротивление действует как разрыв цепи и размыкает цепь контроля температуры между клеммами T1 и T2 (или T + и T-) на частотно-регулируемом приводе KEB.Эта разомкнутая цепь вызовет отказ привода E.dOH, который остановит двигатель и отключит регулирующий ток. После того, как двигателю и термистору PTC будет дано достаточно времени для охлаждения, двигатель и датчик термистора PTC можно будет снова использовать. Таким образом, термисторный датчик PTC действует как сбрасываемый предохранитель.


Датчик температуры KTY

Датчик температуры KTY — это тип кремниевого датчика, который также имеет положительный температурный коэффициент, аналогичный термистору PTC.Однако зависимость между сопротивлением и температурой для датчика KTY приблизительно линейна. Диапазон рабочих температур может варьироваться между производителями датчиков KTY, но обычно он составляет от -50 ° C до 200 ° C.

KTY motor thermal protection Temperature resistance line graph

В пределах диапазона рабочих температур сопротивление датчика может быть вычислено для различных температур с помощью уравнения второго порядка. После того, как сопротивление найдено, можно определить температурный коэффициент, а затем, используя температурный коэффициент, можно вычислить температуру на датчике, используя уравнение, которое оценивает приблизительно линейную зависимость сопротивления от температуры.


Датчики температуры KTY все чаще используются в критических приложениях, особенно с крупными двигателями с высокими инвестициями, такими как моментные двигатели и двигатели с водяным охлаждением.

Причина в том, что датчики KTY позволяют получить более глубокую информацию по показаниям температуры. Например, предупреждения и сокращенные рабочие состояния легче реализовать благодаря точности и линейности результатов измерения температуры.


Датчик PT1000 (RTD)

Датчики PT1000 представляют собой датчики температуры сопротивления (RTD) или платиновые термометры сопротивления (PRT) и поддерживаются стандартом IEC 60751: 2008.Многие датчики RTD сконструированы с использованием проводящего провода, намотанного вокруг керамического сердечника, а в случае датчиков PT1000 материал провода — платина. PT обозначает материал платиновой проволоки, а 1000 обозначает сопротивление в Ом при 0 ° C.

PT1000 motor thermal protection Temperature resistance line graph

Платина

используется в резистивных датчиках температуры, поскольку она имеет линейную зависимость сопротивления от температуры, которая хорошо воспроизводится в диапазоне рабочих температур. Связь между сопротивлением и температурой рассчитывается по уравнению Каллендара-Ван Дюзена, которое можно упростить до линейного уравнения.Поскольку платиновый датчик подвергается воздействию повышенной температуры, сопротивление платины увеличивается прямо пропорционально повышению температуры. При подключении к ЧРП KEB, аналогично датчику KTY, датчик PT1000 может отображать точные данные о температуре двигателя в реальном времени.


Тепловая защита обмоток и частотно-регулируемые приводы KEB

Как видите, многие обычные датчики температуры могут служить в качестве устройств защиты от перегрева обмоток для серводвигателей и асинхронных двигателей. Однако наличие двигателя с тепловой защитой обмотки — это только часть решения.Если тепловая защита обмотки не подключена к контрольному устройству или схеме, тепловая защита обмотки не имеет значения.

К счастью, частотно-регулируемые приводы KEB имеют клеммы T1 и T2 (или T + и T-) для подключения датчика тепловой защиты обмотки. В зависимости от типа датчика, как описано выше, привод может контролировать сопротивление или выводить температурный отклик обмоток двигателя.

Inverter motor thermal protection sensor inputs Входы датчика тепловой защиты двигателя на частотно-регулируемом приводе KEB

Затем, если обмотки двигателя становятся слишком горячими во время работы, частотно-регулируемый привод KEB вызывает неисправность, которая, в свою очередь, останавливает двигатель, позволяя двигателю остыть до безопасного рабочего состояния.


Приводы нового поколения и тепловая защита

В настоящее время для наших приводов серии F5 мы можем поддерживать оценку KTY или PTC. Для нашей серии продуктов F6 / S6 / G6 следующего поколения мы можем контролировать несколько типов датчиков температуры. Например, для F6 мы можем попеременно контролировать PTC, KTY или PT1000 с помощью простого изменения параметров. Если новый двигатель вводится в эксплуатацию и в нем используется другая тепловая защита обмотки, следующее поколение F6 может легко адаптировать и поддерживать новый тип датчика.

Семейство F6 / S6 / G6, являющееся частью нашей серии приводов следующего поколения, предлагает уникальные онлайн-мастера через наше программное обеспечение COMBIVIS 6 для ПК. Внутри этих онлайн-мастеров пользователи могут не только настраивать данные двигателя и рабочие параметры, но также устанавливать пределы и реакции на событие перегрева двигателя.

vfd temperature sensor wizard Расширенное управление температурой двигателя — это просто с программным обеспечением Combivis от KEB.

Для оценки KTY и PT1000 вы можете установить уровень температуры предупреждения, уровень температуры ошибки, а также настроить реакцию на уровень температуры ошибки.Также в этих онлайн-мастерах вы можете настроить тип оценки датчика температуры в соответствии с вашим конкретным приложением и двигателем.


Заключение

Возвращаясь к примеру компании-производителя с самого начала, что они могли сделать иначе, чтобы избежать поломки двигателя? Используя частотно-регулируемый привод KEB нового поколения, такой как F6 / S6 / G6, они могли бы установить тепловую защиту проводов на клеммы KEB T1 и T2 (или T + и T-), а затем скорректировать оценку датчика температуры в соответствии со своими потребностями.Затем, когда двигатель достигнет состояния перегрева, привод отключит двигатель, позволяя двигателю остыть, а производственная компания решит проблему перегрева.

Приводы VFD motor temp sensor input KEB имеют вход датчика температуры двигателя.


Вы заинтересованы в модернизации вашей системы автоматизации с помощью тепловой защиты обмоток?


Если да, свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить это с одним из наших инженеров по применению.


Ресурсы и дополнительная информация

http: // www.resistorguide.com/ptc-thermistor/

https://www.mouser.com/pdfDocs/AAS-PTC-Thermistors-Training.pdf

http://www.hit-karlsruhe.de/hit-mic/projekte/eierkocher/links/183482-in-01-en-Temperatursensor_KTY11.pdf

https://www.ephy-mess.de/fileadmin/Daten/Downloads/Produktkataloge_EN/EPHY-MESS_GmbH_Catalog_Semiconductor_thermistors.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Resistance_thermometer

https://en.wikipedia.org/wiki/Bimetallic_strip

https: // www.ecmweb.com/content/basics-selecting-overload-relays

http://www.ourdoconline.com/lpcp/1SBC100192C02/mobile/index.html#p=718

,Решения

для цифровой трансформации, чтобы раскрыть ценность IIoT

  • Блоги
  • События
  • партнеры
  • Связаться с нами
  • Карьера
  • информатизации и
  • английский
    • английский
    • 中文 (简体)
    • 中文 (繁體)
.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *