Підключення датчиків температури

При використанні термоперетворювачів опору для вимірювання температури внести додаткову похибку можуть дроти підключення датчиків, так як дроти також мають свій власний опір, котрий залежить від температури навколишнього середовища.

Термоперетворювачі опору підключаются за дводротовій та тридротовій схемі.

Термоперетворювачі опору підключаються мідними дротами, так як мідні дроти мають низький питомий опір.

При дводротовій схемі підключення опір датчика температури та опір дроту складається, що вносить похибку в результат вимірювання:

Rвим= Rt+ r1+ r2,

де:
Rвим - виміряний опір;
Rt - опір датчика;
r1, r2 - опір дроту підключення.

Опір дроту підключення датчиків залежить від температури навколишнього середовища, тому ця похибка залежить від температури. Тому дводротову схему підключення використовують тільки при невеликій довжині дроту, в тих випадках, коли опір дроту набагато менше похибки вимірювального перетворювача.

При віддаленні датчика на великі відстані слід застосовувати тридротову схему підключення. Усі три дроти повинні бути виконані з одного й того ж мідного кабелю з однаковим перерізом та довжиною. Максимальна довжина дротів не повинна перевищувати 150 м.

При тридротовій схемі підключення вимірювальний перетворювач по черзі вимірює опір ланцюга "датчик + дроти підключення" (Rt+r2+r3) та ланцюга "дроти підключення" (r1+r2), обчислює різницю цих значень та отримує точне значення опору датчика.

Інколи замовники намагаються заощадити на вартості дроту підключення і підключають датчики двома дротами, навіть якщо обладнання підтримує тридротову схему підключення. Розглянемо на прикладі, до чого це може призвести.

Припустимо, датчик температури розташований в центрі приміщення, де діапазон вимірювання температур невеликий. Довжина дроту підключення сягає 20 м, питомий опір дроту 0.1 Ом/м, відносна зміна опору міді дорівнює десь 0.004/°С. Опір дротів підключення буде дорівнювати r1+r2 = 20*0.1+20*0.1 = 4.0 Ом при 20 °С; 3.92 Ом при 15 ° С; 4.08 Ом при 25°С. Це призведе до похибки, що вноситься дротами: 10.0°С при 20°С; 9.8°С при 15°С; 10.2°С  при 25°С. Якщо ж дроти або частина дротів проходить по приміщенню, в якому температура не регулюється, похибка через дводротову схему підключення буде ще вища.

Як правило, прилади дозволяють ввести корекцію показань датчика температури, в приладах ПрАТ "ТЕРА" це називається "зміщення характеристики перетворювання". У викладеному вище випадку при використанні дводротової схеми підключення слід ввести у прилад корекцію показань датчика на 10°С, але похибка, що визвана температурними змінами опору дротів підключення, залишиться і складе 0.2°С.

Всі прилади, що виготовляються підприємством "ТЕРА", дозволяють виконувати перетворювання опору в температуру з похибкою не більше 0.1°С. Це дозволяє після закінчення монтажу системи ввести у прилад поправку, що компенсує як похибку датчика, так і похибку, що вноситься дротами підключення. Для цього після закінчення прокладки кабелів підключення датчиків слід виконати порівняння показань приладу по кожному каналу з показаннями зразкового термометра (див. “Перевірка правильності показань датчиків температури”). Отримані поправки треба ввести у прилад та запевнитись, що відхилення показань датчиків від показань зразкового термометра не перевищує 0.1°С.