Рисунок 9: Темроэлектрическая батарея 0,6В 8мА

Минутка бессмысленной и беспощадной практики.

У нас есть отладочная плата на микроконтроллере ATmega1280, пара термопар и желание измерить температуру с хорошей точностью. И у нас это не получится.
АЦП контроллера - 10-разрядный, минимальное опорное напряжение может быть выставлено в 1,1В.
Тогда чувствительностью АЦП составит:

(3)

Аналоговые входы АЦП позволяют работать в дифференциальном режиме с максимальным усилением в 200 раз. Правда с таким усилением опорное напряжение может быть только 2,56В, да и эффективных остается лишь 7 разрядов. Тогда чувствительность АЦП составит:

(4)

Что примерно в 2,5 раза меньше чем чувствительность термопары типа К(41мкВ). т. е. Теоретически, точность измерительного тракта составит не лучше ± 2,5 градусов. Практически, нам помешают шумы. А их согласно таблице 31-8 датащита целых +-10 знаков - т. е. итоговая точность составит не лучше +-25 градусов. Хе-хе. Это мы еще не учли два полуметровых провода до термопар, отсутствие должной фильтрации аналогового питания и питание всей системы от неплохо шумящего USB. Дай скотче хотя бы в ± 50 градусов уложиться.

Напишем программу, которая будет работать на прерываниях (я набросал ее для одного из комментариев). Средой Arduino воспользуемся как загрузчиком:

Рисунок 10: Натурный эксперимент с двумя термопарами, стаканами и скрепками

Исходный код:

void setup() { autoadcsetup(); } void loop() { } float coeff = {0, 2.508388e1, 7.860106e-2, -2.503131e-1, 8.315270e-2, -1.228034e-2, 9.804036e-4, -4.413030e-5, 1.057734e-6, -1.052755e-8 }; void autoadcsetup(){ //set up TIMER0 to 61Hz //TIMER0_OVF will be the trigger for ADC /*normal mode, no prescaler 16MHz / 256 /1024 = 61 Hz*/ TCCR0B = (1 << CS02) | (1 << CS00);//timer frequency = clk/1024 //set ADC. ADMUX = (1 << MUX3) | (1 << MUX1)| (1 << MUX0) | (1 << REFS1)| (1 << REFS0);//10-bit mode, ADC9-ADC8 channel, Gain 200, 2.56V ref ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADATE) | (1 << ADIE) | (1 << ADPS2)| (1 << ADPS1)| (1 << ADPS0);//TUrn ADC On, trigger enable, Interrupt enable, sysclk/128=125kHz_ADC_clk=9.6kHz conv freq(13ticks per conversion) ADCSRB = (1<< ADTS2) | (1 << MUX5);//Auto trigger source //set UART to 8-n-1 1Mbod: UBRR0H = 0;//9600(use Examples of Baud Rate Setting table from datasheet) UBRR0L = 103;//9600 UCSR0B = (1<>1)*2560/512;//calc voltage in mV float edc = static_cast(result);//convert to float for (uint8_t i = 0; i < 10; i++){ t += coeff[i] * pow (edc, i); } UDR0 = static_cast(t); } }

Для кипятка вокруг одной термопары и стакана с тающим льдом вокруг другой на выходе сплошная каша со средним значением первых двух строк 124 градуса, что очень даже хороший результат - будем считать что в точность +-25 градусов мы уложились.

Рисунок 11: Сырой вывод данных

Разумеется, практической значимости данная халтурка не представляет и для измерения температуры с помощью термопары нужно использовать более точные АЦП. Хорошим встроенным АЦП обладает к примеру микроконтроллер ADuCM360, причем он рассчитан именно на столь малые входные сигналы. Существуют специализированные внешние АЦП для термопар - например компания Maxim Integrated выпускает несколько микросхем для термопар - MAX31850, MAX31851, MAX31855, MAX31856 . Есть драйверы и у компании Analog Devices Бюджетным будет вариант использования предварительных усилителей на малошумящих ОУ для нашего АЦП. У меня хорошие результаты показывал LMP2011.

5.2 Термометры сопротивления и терморезисторы

Как известно, сопротивление металла изменяется от температуры окружающей среды. Этот эффект используется для проведения высокоточных (до тысячных долей градуса) измерений температуры с помощью термометров сопротивления. Будучи сделанным не из металла, а из полупроводника, мы получим терморезистор.

Рисунок 12: Платиновые RTD от Honeywell

Термометры сопротивления позволяют работать в достаточно широком диапазоне температур - от -200 до 850 градусов.
У термометра сопротивления имеется две основные характеристики:

1. Базовое сопротивление при определенной температуре. Рекомендуемое - 10, 50, 100, 500, 1000 Ом…
2. Температурный коэффициент сопротивления в тысячных в пропромилле на градус кельвина (ppm/K).

Температурный коэффициент сопротивления - это отношение относительного изменения сопротивления к изменению температуры:

(5)

Таким образом, зная текущее сопротивление терморезистора и зная его ТКС и номинальную температуру, можно вычислить текущую температуру:
(6)

На термометры сопротивления имеется ГОСТ Р 8.625-2006, в котором нормируются термометры из платины (ТКС = 0,00385 и 0,00391), а также из меди(ТКС 0,00428) и никеля (ТКС 0,00617). Номинальным сопротивлением для термометров является сопротивление при температуре 0 градусов. Также как и термопары термометры сопротивления имеют некоторую нелинейность, но в ГОСте заботливо приведены коэффициенты полинома. К слову - гораздо более простые, чем для термопар.
Например, для платинового термометра с ТКС = 0,00385 и диапазона измерений от -200 до 0 градусов будет уравнение вида:

А для диапазона 0-850 градусов вида:

Со следующими значениями коэффициентов:

(9)

Одни из популярных - эталонные платиновые термометры серии 700 от Honeywell. Хотя по стоимости платиновые термометры не из дешевых - от 5$ и выше в зависимости от диапазона температур и точности прибора.

Измерить сопротивление можно различными методами. Наиболее простой и рекомендуемый ГОСТ-ом - измерительный мост с источником напряжения. С другой стороны, подключение к источнику тока и использование дифференциального входа АЦП даст линейность измерений.

Рисунок 13: Различные способы подключениях двухпроводных RTD

Датчик давления представляет собой чувствительный элемент, помещенный между двумя камерами - в одной присутствует измеряемое давление, в другой - опорное. В абсолютных датчиках воздействие на кристалл идет только с одной стороны. Рассмотрим схему датчика MPX2100 от Freescale в разрезе:

Рисунок 38: Конструкция относительного и абсолютного датчика давления

На рисунке показан чувствительный элемент, который под разницей давлений изменяет свои свойства. Есть несколько видов чувствительных элементов. Один из самых распространенных - тензорезистивный - изменение сопротивления материала под воздействием деформации. Часто в качестве материала такого датчика берется монокристалл кремния. Одной из проблем является зависимость сопротивления датчика от температуры, но, как правило, во всех датчиках присутствует термокомпенсация.

Другой чувствительный элемент под воздействием давление изменяет свою емкость. В секции датчиков влажности мы уже обсудили, что данный метод проблематичен для последующих измерений, да и датчики давления с емкостным выходом мне ни разу не попались.

Также есть пьезоэлектрический эффект, где чувствительный элемент генерирует напряжение под воздействием определенного давления. У меня кстати есть один такой - он установлен в зарядной станции ЗД-6 комплекта индивидуальных дозиметров ИД-1. Зарядное устройство содержит 4 параллельно соединенных пьезоэлемента и механический усилитель, давящий на пьезоэлементы; давление создается вращающейся ручкой. Он используется для генерации напряжения в 180-250В для заряда дозиметра


Рисунок 39: Измеритель дозы ИД-1

Есть датчики и других типов - индуктивные, резонансные и прочие, но они встречаются в очень промышленных объектах и мы их рассматривать в рамках данной статьи не будем.

7.1 Аналоговые датчики давления

На выходе аналоговых датчиков давления присутствует уровень тока или напряжения, которое необходимо подать на измерительный тракт нашего прибора.
Сделаем небольшое лирическое отступление и упомянем датчики с промышленными уровнями аналогового сигнала 0-10В и 4-20мА, предназначенные для подключения к промышленной автоматике. Суровые промышленные датчики видно сразу:

Рисунок 40: Суровые промышленные датчики давления

Однако схема их включения аналогична всему тому, что было описано в разделе 3:

Рисунок 41: Подключение промышленного датчика

Установив делитель напряжения, либо подобрав шунтирующее сопротивление так, чтобы уровень выходного сигнала соответствовал входному диапазону АЦП, эти датчики можно подключать и к обычным микроконтроллерам.

С датчиками давления построенными по мостовой балансной схеме часто имеется та же проблема, что и с термопарами - многие датчики выдают всего порядка 40мВ на весь свой диапазон. Например вот так выглядит зависимость выходного напряжения от давления для датчика MPX2100:

Рисунок 42: Зависимость выходного напряжения датчика от давления

Так что вооружаемся дифференциальным малошумящим АЦП и вперед.

С другой стороны существуют более удобные, но и более дорогие датчики, имеющие на выходе сигнал 0-5В, или 0-3.3В и подобные в зависимости от напряжения питания.
К таким датчикам относится 40PC от Honeywell:

Рисунок 43: датчик серии 40PC от Honeywell

Оцифровать выходной сигнал такого датчика может любой микроконтроллерный АЦП. Вот только при своей точности в 0,2% его стоимость на рынке - порядка $40-50.

7.2 Цифровые датчики давления

Цифровой датчик давления позволяет получать все данные более технологичным способом. Суть его та же - пьезорезистивный мост, дифференциальный АЦП и интерфейс.

Вот так выглядит внутри MEMS-датчик LPS331 от ST в корпусе 3х3х1мм:

Рисунок 44: Структурная схема датчика давления LPS331

Все цифровые датчики давления имеют встроенный датчик температуры и, соответственно, термокомпенсацию. Чувствительность конкретно этого датчика давления - ± 200Па. Разумеется температуры с этого датчика также доступна, с точностью ± 2 градуса.

Одно из применений датчика давления - это барометрическая альтиметрия - т. е. определение относительной высоты. Как известно, с изменением высоты уменьшается давление воздуха. Так что выставим на земле нулевую высоту и поднявшись ввысь, или опустившись внизь можно определить пройденный путь.
Зависимость давления воздуха от высоты выглядит следующим образом:

Рисунок 45: зависимость давления воздуха от высоты

Для поиграться могу порекомендовать часы-отладочный комплект EZ430‑Chronos от Texas instruments на базе контроллера CC430F6137. На хабре есть описание этих часов
В них встроен цифровой датчик давления Bosh BMP085 стоимостью $4. Он имеет рабочий диапазон 30-110кПа и размеры 5х5х1.2мм.

Рисунок 46: Через несколько минут они покажут 4500. Метров.

8 Датчики присутствия газов

Ранее описанные датчики позволяют измерить то, что мы можем ощутить самостоятельно. Но в воздухе может оказаться еще кое-что, что способно убить нас совершенно незаметно.

Рисунок 47: датчик присутствия газа

Это газ. CO2, CO, метан, пропан, аммиак, водород, этанол, хладагенты и прочие газы., большинство из которых проблематично учуять, но которые приведут к серьезным последствиям.

Датчик определенного типа рассчитан, как правило, только на один конкретный газ, так что если вы хотите контролировать различные газы, то нужно использовать несколько датчиков.

Наибольшее распространение имеют различные датчики FIGARO, так что именно их и рассмотрим на примере датчика угарного газа TGS2442. Чувствительным элементом таких датчиков является оксид олова (SnO2). Датчик имеет многослойную структуру.

Рисунок 48: Структура датчика газа

Сначала идет селективный фильтр, пропускающий целевой газ и уменьшающий влияние других газов. После имеется камера с чувствительным элементом о четырех контактах. Два контакта предназначаются для нагревателя и еще два - для резистора, сопротивление которого зависит от концентрации газа.
Подключение датчика производится следующим образом:

Рисунок 49: Подключение датчика газа

Точность определения концентрации напрямую зависит от точности времени подогрева и времени снятия сигнала. Обе цепи подключаются к питанию на короткое время чтобы предотвратить перегрев чувствительного материала.
На нагреватель подается напряжение в 4.8В каждую секунду, длительностью 14мс. Средний ток нагревателя 200мА. За 5мс до включения нагревателя на 5мс включается схема измерителя и производится замер сопротивления.

Рисунок 50: Цикл работы датчика газов

Итоговая концентрация газа определяется в зависимости от отношения измеренного сопротивления к сопротивлению при концентрации газа 100 пропромилле. Зависимость хорошо видно на следующем графике:

Рисунок 51: Чувствительность к газам. Ro = Rs при 100 ppm CO

PS

Данная часть получилась больше справочной чем практической, но я надеюсь что этот материал поможет в выборе типа датчиков для вашей будущей системы климат-контроля.

В заключительной части цикла про датчики я расскажу о датчиках тока и напряжения, знания о которых мы применим при создании самодельного прибора учета электроэнергии и расчете энергетических параметров. Вопросы анализа частоты, реактивной и активной мощности, коэффициента мощности и гармонических искажений я решил разбить и вынести в отдельный цикл.

Теги:

• датчики
• температура
• arduino
• давление
• влажность
• как варить глинтвейн

Добавить метки АИР-10SH АИР-20/М2-H АИР-20/М2-MB

* — виды измеряемого давления:

• ДА - абсолютное давление;
• ДИ - избыточное давление;
• ДВ - давление-разрежение;
• ДИВ - избыточное давление-разрежение (избыточное давление + давление-разрежение);
• ДД - дифференциальное давление (разность давлений);
• ДГ - гидростатическое давление (уровень);

Полезная информация

НПП «ЭЛЕМЕР» является одним из крупнейших производителей контрольно-измерительного оборудования. Наше предприятие выпускает датчики абсолютного, избыточного, дифференциального давления, приборы для измерения перепадов и разности параметра. Все приборы производятся на современном оборудовании и проходят жесткий контроль качества.

Номенклатура контрольно-измерительного оборудования НПП «ЭЛЕМЕР» включает в себя:

• Датчики абсолютного давления . Предназначены для измерения в средах различного характера: газы, жидкости, агрессивные среды;
• Преобразователи давления . Предназначены для создания унифицированного сигнала постоянного тока. Кроме этого, подобные устройства используются для измерения величин в различных средах;
• Датчики избыточного давления. Используются в жидких и газообразных средах. Позволяют определить искомые величины в различных средах, включая агрессивные;
• Датчики дифференциального давления . Являются неотъемлемой частью систем контроля технологическими процессами. Их используют для регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности;
• Датчики перепада давления. Используются для определения изменения расхода жидкостей, газа или пара. Отличаются высокой точностью измерений и позволяют узнать расход с точностью до мельчайших параметров;
• Датчики разности давления. Часто востребованы на предприятиях энергетической отрасли. Также они используются в качестве контролирующего элемента технологических процессов на заводах различных отраслей промышленности;
• Датчики гидростатического давления. Используются в жидких средах для преобразования в унифицированный сигнал постоянного тока;
• Датчики избыточного давления-разрежения. Предназначены для измерения величины вакуумметрического давления жидких и газообразных сред и применяются для контроля уровня показателей в жидких и газообразных средах.

В газовом оборудовании 4-го поколения используются электронные датчики, которые взаимодействуют с электронным блоком и позволяют корректировать работу ГБО. Сегодня я расскажу о датчике давления разрежения и температуры газа. Тем, кто подумал, что это три разных датчика, объясняю - это один датчик, который выполняет сразу три функции.

Чаще всего этот датчик называют просто датчиком давления газа, поскольку в большинстве случаев он необходим именно для контроля давления. Однако внутри корпуса одного датчика находится три контроллера (давления, разрежения и температуры), которые следят сразу за тремя параметрами.

Неисправность датчика давления газа

Выход из строя, как правило, сопровождается произвольным переключением с газа на бензин, а также миганием индикаторов и звуковым сигналом.

Что при этом происходит? Мембрана датчика давления (маркировка: MPXHZ6400A ) выходит из строя, после чего датчик не реагирует на изменения давления газа.

Второй датчик - датчик разрежения (маркировка: MPXHZ6250A ) измеряет давления воздуха, поэтому его мембрана стойка к газовому топливу, однако случается, что неисправен именно датчик разряжения. Например, если во время установки перепутать шланги (разрежения и давления), можно получить неисправный датчик разрежения. Хотя у некоторых производителей два эти датчика представлены одним и тем же контроллером MPXHZ6400A, поэтому многие считают, что принципиальной разницы в подключении шлангов нет.

Ремонт датчик давления, разрежения и температуры газа

Большинство автомобилистов в случае неисправности датчика давления сразу же меняют, и это не странно, поскольку сами установщики утверждают, что датчики неремонтопригодные. Однако на практике все немного иначе. Существуют способы реанимации этих датчиков, после чего они успешно работают еще довольно долго. Стоимость датчика давления газа составляет порядка 2-х 3-х тысяч рублей, поэтому вопрос, как вы понимаете, актуальный и стоит того, чтобы в нем разобраться.

Для ремонта нам потребуется:

1. Паяльник и навыки работы с ним;
2. Новый датчик см. фото (купить датчик давления или разрежения можно в интернете на "Али" или другом сайте, который специализируется на чипах);
3. Термопаста КПТ-8 (желательно);
4. Отвертка TORX T10 (звездочка).

Собственно, ремонт

1. Демонтируем датчик, производим его очистку и продувку.
2. Используя что-то острое, аккуратно поддеваем пластиковую крышку, под которой находится плата с датчиками. Желательно ничего не сломать.
3. Откручиваем плату, она крепится болтиками под TORX "T10" и достаем ее из корпуса.
4. Выпаиваем нужный нам неисправный датчик, запомнив при этом его расположение.
5. Берем новый датчик и осторожно впаиваем его на место, также не забудьте одеть уплотнительное кольцо.
6. На всякий случай проверяем входные отверстия датчика давления и разрежения.
7. Если есть термопаста, я бы рекомендовал заменить ее на температурном датчике.

Дальнейшая сборка производится в обратном порядке. На этом ремонт датчика давления газа завершен, осталось установить его на место и проверить работу ГБО. Спасибо за внимание, надеюсь, помог!? Ваши комментарии и соображения по этом поводу оставляйте в комментариях. Всем пока и до новых встреч на .

Качество работы системы отопления нужно контролировать. Для организации контроля и бесперебойного функционирования централизованную или автономную сеть оснащают рядом устройств. В их число входит датчик давления воды в трубопроводе и термометр, определяющий степень нагрева теплоносителя. Эти компактные устройства следят за соблюдением режима эксплуатации оборудования, продлевают срок его полезного использования.

Независимо от вида эксплуатируемой сети отопления, её обязательно оснащают приборами для измерения температуры теплоносителя и давления в системе. Они фиксируют текущие параметры работы системы и позволяют, если возникает такая потребность, своевременно их откорректировать.

Чтобы эти устройства в полной мере справлялись с поставленной задачей, нужно подобрать такой датчик давления воды в трубах или такой термометр, который бы соответствовал параметрам системы отопления, на которую они будут установлены. Поэтому параметры системы отопления выступают главным критерием правильного выбора измерительных приборов.

Требования к измерительным приборам

К датчикам предъявляют следующие требования.

• Параметры или диапазон измерений. Точность и достоверность полученной в результате информации зависит от диапазона, в котором способен работать измерительный прибор. Если верхняя граница его возможностей ниже фактических параметров, отображенные сведения будут ошибочными или устройство сломается.
• Способ подключения. Выбор подходящей модели определяет и степень точности параметров, которая устроит наблюдателя. Чтобы знать температуру теплоносителя с высокой степенью точности, нужно применять погружную модель термометра.
• Метод измерения. Инертность прибора влияет на то, с какой задержкой поступают полученные сведения. Применяемая методика наблюдений должна учитывать это обстоятельство. Способ измерения определяет и выбор внешнего вида устройства: цифровой или стрелочный.

Упростить контроль за параметрами работы отопления может прибор, в котором совмещены функции устройства, измеряющего температуру теплоносителя и давление. Стоит он дороже, но фиксировать показания давления и температуры с его помощью гораздо удобнее.

Термометр и манометр могут находиться в корпусе одного прибора. Это дорогостоящее, но удобное устройство

Накладные и погружные термометры

Для измерения температуры теплоносителя в системе отопления используются специальные датчики.

Особенности накладной модели

Накладной датчик температуры для труб – электроприбор, который применяют для оснащения современных трубопроводов. По сути, это контактный термометр, который нужен для измерения температуры поверхности труб. С трубой это устройство соприкасается с помощью присоединительной или контактной поверхности.

Целью измерительных процедур является не столько степень нагрева трубы, сколько температура воды, протекающей по ней. Если полученное значение отличается от нормативного, его регулируют, изменяя нагрев.

Термометры легко монтируются. Некоторые из них похожи на отрезок кабеля заданной длины, один конец которого снабжен присоединительными элементами. Другой вариант – монтажная коробка, которую на трубу прикрепляют с помощью хомута.

Накладной датчик температуры трубы бывает активным и пассивным.

• Пассивный датчик – это терморезистивный элемент, изменение сопротивления которого зависит от температуры. У элементов с положительной зависимостью РТС сопротивление с ростом температуры увеличивается. Если же зависимость отрицательная (NTC), то сопротивление уменьшается одновременно с повышением температуры. Выбор датчика зависит от возможности входов контроллера, к которому его предстоит подключить.

• Активный датчик – прибор, в котором терморезистивный элемент сочетается со встроенным электронным преобразователем, преобразующим резистивный сигнал в сигнал другого вида, соответствующий температурному диапазону. Эти приборы нуждаются в питании 24В. В устройстве есть джамперы, позволяющие переключаться с одного температурного диапазона на другой. Ряд термометров снабжен ЖК-дисплеем, на котором можно видеть результаты произведенных измерений.

Разновидности погружных устройств

Погружная модель тоже используется для определения уровня нагрева воды в трубах. Монтаж погружного датчика температуры воды в трубе выполняют на конкретных участках системы. Его установка необходима в том случае, если применяемая модель твердотопливного котла в базовой комплектации им не оснащена.

В зависимости от способа получения показаний, погружные термометры бывают следующих моделей:

В конструкции биметаллического погружного термометра используются пластины из металлов разного вида. При их нагревании и происходит измерение температуры

• Биметаллический. В конструкции этого устройства помимо стрелочного механизма индикатора есть две пластины, изготовленные из разных видов металла. Когда происходит нагрев, одна из пластин деформируется и давит на стрелку индикатора. Используя эту модель, можно получить очень точные данные, но у неё есть и недостаток – высокая инертность.
• Спиртовой. Об инертности отображения значений при применении этого прибора говорить не приходится, поскольку тут её нет. Принцип работы этого прибора такой же, как и у обычного термометра. В герметичную колбу помещен спиртовой раствор. При нагреве происходит его расширение, спиртовой столбик замирает напротив того значения на шкале, которое соответствует температуре воды. Недостатком этой конструкции являются сложности, возникающие в процессе наблюдения за показаниями.

Одним из факторов, влияющих на выбор погружного термометра, является длина его гильзы. Она может составлять 120-160 мм.

Перед тем, как приступать к установке этих приборов, нужно обязательно изучить прилагающуюся к ним инструкцию производителя. Она содержит сведения, касающиеся особенностей монтажа и конкретные рекомендации по использованию.

Манометры в системе отопления

В результате нагрева теплоноситель расширяется. Степень расширения определяется с помощью манометра – датчика давления в трубопроводе. В схеме, в которой циркуляция теплоносителя происходит принудительно, такие устройства должны быть предусмотрены.

Приборы различаются в зависимости от механизма отображения полученных показаний.

Пружинные и мембранные модели

• В пружинном устройстве есть чувствительный элемент – специальная трубка с овальным или круглым сечением. Напор теплоносителя смещает её, заставляя двигаться стрелку на циферблате. Это недорогой и надежный прибор. Срок его эксплуатации зависит от того, насколько часто будет превышаться максимальный уровень давления в сети и от общей частоты воздействия.
• Мембранная модель – альтернатива пружинной. Её показания отличаются высокой точностью. Но чувствительный элемент мембранного датчика гораздо чаще выходит из строя.

Схема устройства пружинного манометра

Мембранная модель используется не так часто, как пружинная. Если в сети отопления предусмотрена автоматическая регулировка показателей, то используют модифицированную версию пружинного манометра – электроконтактный датчик. Основная стрелка в этом приборе дополнена ещё двумя. Они зафиксированы на минимальном и максимальном значениях давления. Если основная стрелка достигает одного из этих пределов, управляющему элементу посылается сигнал, на который он должен отреагировать. Электроконтактный прибор используется в больших отопительных системах.

Датчики давления и температуры в отопительных системах должны показывать точные значения тех параметров, для контроля за которыми они предусмотрены. Чтобы выбрать такой прибор, который сможет качественно выполнять свои функции в условиях работы конкретной системы, нужно сделать её точный расчет. Когда параметры системы будут рассчитаны, можно подобрать оптимально соответствующую им модель прибора.

Контроль за работой системы отопления может осуществляться несколькими способами. Для этого устанавливают различные типы оборудования: смесительные узлы, автоматику для своевременной подпитки, группы безопасности. Но независимо от вида в каждом из них обязательно есть датчики давления и температуры в системе отопления. О функциональных особенностях и видах этих приборов следует знать каждому владельцу автономной или централизованной сети.

Назначение измерительных приборов

Что общего у отопления любого типа? Это периодическое изменение температуры теплоносителя и как следствие – его давления. Для контроля показателей степени расширения воды необходимы датчики давления в системе отопления. С их помощью можно наблюдать текущие данные и в случае их отклонения от нормы предпринять соответствующие меры.

Датчики температуры для отопления имеют более широкую область применения. Помимо визуального отображения степени нагрева теплоносителя на отдельных участках системы они могут регистрировать данные температуры воздуха в помещении или на улице. В совокупности два типа приборов должны сформировать эффективный инструмент для слежения, а в некоторых случаях – автоматической стабилизации параметров системы отопления.

Как правильно выбрать оптимальный датчик давления воды в системе отопления или термометр? Основными критериями являются параметры системы. Исходя из этого, к измерительным приборам предъявляются такие требования:

• Диапазон измерений . От этого зависит не только точность, но и актуальность информации. Так, датчик температуры в системе отопления с неправильно выбранной верхней границей будет показывать необъективные данные или выйдет из строя;
• Способ подключения . Если необходимо знать уровень нагрева теплоносителя с высокой точностью – следует выбирать погружные модели термометров. Классический датчик давления для отопления может монтироваться только непосредственно в тепловую магистраль дома, котел или радиаторы;
• Способ измерения . Методика снятия показаний влияет на инертность прибора – задержку отображения фактических данных. Также она определяет внешний вид и визуализацию параметров – стрелочный или цифровой.

В открытой системе параметр давления не важен, так как он практически всегда равен атмосферному. Однако температурные датчики отопления устанавливаются в любой схеме – гравитационной, с принудительной циркуляцией или при подключении к центральной сети.

Для простоты контроля за показаниями системы можно приобрести прибор, совмещающий в себе датчик давления и температуры. Несмотря на относительно высокую стоимость с его помощью намного удобнее снимать текущие данные о состоянии отопления.

Температурные датчики для отопления

Еще на этапе проектирования отопления необходимо выбрать тепловые датчики на отопление – виды и их характеристики. Прежде всего, они отличаются местом установки – непосредственно в систему или для дистанционного контроля других температурных показателей. Последние используются в паре с комнатными термостатами.

Погружные датчики

Предназначены для снятия показаний о нагреве воды в трубах. Их монтаж выполняется на определенных участках системы. Некоторые модели твердотопливных котлов не имеют датчиков температуры для отопления. Поэтому обязательно необходимо это устранить.

Выбор модели зависит от способа снятия показаний.

• Биметаллический . Конструкция этих датчиков температуры для системы отопления состоит из стрелочного индикатора и двух металлических пластин, изготовленных из разных металлов. При нагреве одна из них начинает деформироваться, создавая давление на стрелку индикатора. Такая методика характеризуется высокой точностью показаний, но имеет один недостаток – относительно высокую инертность. Средняя цена – от 600 до 900 руб;
• Спиртовые . По сравнению с вышеописанным видом инертность отображения значения нагрева воды практически отсутствует. Принцип работы во многом схож с обычным термометром – в герметичную колбу помещен спиртосодержащий состав, который при нагреве расширяется. Отметки на колбе температурных датчиков отопления этого вида указывают текущее значение нагрева воды. Конструкция простая, но неудобная для наблюдения за показаниями. Стоимость – от 1900 руб.

Для установки этих тепловых датчиков на отопление сначала нужно ознакомиться с инструкцией от производителя. В ней указаны монтажные размеры для подключения к патрубку, граничные температурные значения и рекомендации по эксплуатации.

При выборе погружных термометров нужно учитывать длину гильзы. Она может быть от 120 до 160 мм.

Дистанционные датчики

Они располагаются вне системы отопления, но могут быть подключены к котлу или программатору для регулировки параметров. В последнее время стали популярны беспроводные модели, которые передают информацию с помощью вспомогательной электроники. Это дает возможность установить их практически в любом месте – отдельном помещении или на улице.

Определяющие характеристики датчиков контроля температуры отопления:

• Дальность действия сигнала;
• Наличие автономных элементов питания – батареек;
• Погрешность измерений.

Для простых схем можно установить проводные датчики температуры отопительной системы. Сигнал передается от термометра к управляющему устройству (или котлу) по проводам. В таком случае вероятность ошибки или некорректных данных значительно меньше, чем у беспроводных моделей.

Для лучшей коммуникации дистанционных термометров с остальным оборудованием лучше всего выбрать модели одной торговой марки (производителя).

Датчики давления для отопления

Датчики давления в системе отопления в обязательном порядке должны быть предусмотрены в схеме с принудительной циркуляцией. Фактически они отображают степень расширения теплоносителя в результате нагрева. Поэтому специалисты советуют установку датчиков давления в систему отопления вместе с термометрами.

Главным показателем для манометров являются граничные значения давления. В автономной сети частного дома или квартиры нормальный показатель равен от 1,5 до 2,5 МПа. Соответственно максимальное допустимое значение для датчика давления воды в системе отопления должно быть не меньше этих данных. На практике рекомендована установка моделей с верхней границей 6 МПа. Немаловажным фактором является механизм, с помощью которого манометр отображает показания.

Пружинные датчики

В качестве чувствительного элемента у датчика давления для отопления выступает специальная трубка. Она может иметь круглое или овальное сечение. Под воздействием напора теплоносителя происходит ее смещение, в результате чего на циферблате стрелка движется.

Преимуществом приборов такого типа является надежность и доступная стоимость. Время эксплуатации зависит от частоты воздействия на чувствительный элемент, а также превышения максимально допустимого давления. Кроме этого к пружинным датчикам давления в системе отопления предъявляются следующие требования:

• Недопустимы отклонения от значения погрешности. Если при отсутствии давления стрелка находится не на нулевой отметки – прибор экспортировать нельзя;
• Класс точности для бытовых манометров должен быть не менее 2,5;
• Во время механического воздействия на прибор возможно смещение чувствительного элемента датчика давления. Тогда изменения в системе отопления не будут фиксироваться, либо погрешность превысит допустимые нормы. Во избежание этого нужно перед началом отопительного сезона выполнять проверку.

Монтаж пружинных датчиков давления воды в отопительную систему прост. Для этого нужно установить его на резьбовое соединение подводящего патрубка. Нельзя использовать ленту ФУМ – только подмотку, рассчитанную на критические значения давления и температуры.

Альтернативой пружинным манометрам могут быть мембранные модели датчиков. Они дают более точные показания, но подвержены частым поломкам из-за чувствительного элемента.

Электроконтактные датчики

Представляют собой усовершенствованную модель пружинного датчика давления. Применяются для отопления с автоматической регулировкой показателей. Помимо основной стрелки в манометре есть 2 дополнительные. Они устанавливаются на максимальное и минимальное значение давления. При достижении одной из них основной стрелки электрический контакт замыкается и на управляющий элемент поступает соответствующий сигнал. Подобные приборы используют в больших автономных системах. Для автономного отопления их монтаж нецелесообразен.