Как работает термодатчик

Принцип работы

Термометры сопротивления (терморезисторы, термосопротивления)

Термометр сопротивления (Resistance Thermometer) — датчик для измерения температуры, принцип действия которого основан на зависимости электрического сопротивления от температуры.

Термосопротивления могут быть металлические (платина, никель, медь) или полупроводниковые.

Для большинства металлов температурный коэффициент сопротивления положителен — их сопротивление растёт с ростом температуры. Для полупроводников без примесей он отрицателен — их сопротивление с ростом температуры падает.

Термисторы

Термисторы – это полупроводниковые термосопротивления с большим температурным коэффициентом.

• PTC-термисторы (Positive Temperature Coefficient), обладают свойством резко увеличивать свое сопротивление, когда достигнута заданная температура – широко используются для защиты двигателей
• NTC-термисторы (Negative Temperature Coefficient), обладают свойством резко уменьшать свое сопротивление при достижении заданной температуры

PT100, PT1000

Платиновые термометры сопротивления (Platinum Resistance Thermometers) обладают высокой стойкостью к окислению и большой точностью измерения.

KTY

Кремниевые терморезисторы с положительным коэффициентом сопротивления, отличаются высокой линейностью характеристики, высоким быстродействием, надёжной твёрдотельной конструкцией и небольшой стоимостью.

Схемы включения термосопротивления в измерительную цепь

• 2-х проводная схема используется там, где не требуется высокой точности, так как сопротивление присоединительных проводов суммируется с измеренным сопротивлением, что приводит к появлению дополнительной погрешности



• 3-х проводная схема обеспечивает значительно более точные измерения, т.к. появляется возможность измерить сопротивление подводящих проводов и вычесть его из суммарного измеренного сопротивления



• 4-х проводная схема — наиболее точная схема, обеспечивает полное исключение влияния подводящих проводов

Сравнение термометров сопротивления с термопарами

Преимущества:

• выше точность и стабильность
• можно исключить влияние сопротивления присоединительных проводов на результат измерения при использовании 3-х или 4-х проводной схемы измерений
• практически линейная характеристика
• не требуется компенсация холодного спая

Недостатки:

• малый диапазон измерений
• не могут измерять высокую температуру.

Термопары

Термопара (Thermocouple) — это два проводника из разных металлов, спаянные в одной точке. Эта точка измерения температуры называется — рабочий спай. Свободные концы называются холодным спаем. Если рабочий спай нагреть относительно холодного спая, то между свободными концами возникает напряжение (термо-ЭДС), пропорциональное разности температур.

Так как с помощью термопары всегда измеряется разность температур, то, чтобы определить температуру точки измерения, свободные концы у холодного спая должны содержаться при известной неизменной температуре.

Подключение к ПЛК

Холодные концы подключаются (непосредственно или с помощью компенсационных проводов, которые должны быть выполнены из тех же металлов, что и термопара) к клеммам соответствующего аналогового входа (с соблюдением полярности!) промышленного контроллера, который программно выполняет компенсацию температуры холодного спая и рассчитывает температуру в точке измерения.

При внутренней компенсации контроллер использует температуру модуля, к которому подключена термопара. При более точной внешней компенсации эталонная температура холодного спая измеряется с помощью дополнительного термометра сопротивления, который подключается к специальному входу контроллера.

Принцип работы терморегулятора

Типы термопар

• K: хромель-алюмель
• J: железо-константан
• S, R: платина-платина/родий и др.

Термопары отличаются диапазоном измеряемых температур и погрешностью измерений.

Преимущества термопар

• Большой температурный диапазон измерения
• Измерение высоких температур.

Недостатки

• Невысокая точность
• Необходимость вносить поправку на температуру холодного конца.

Термостаты

Термостат (Thermostat) – это регулятор, который поддерживает постоянную температуру воздуха или жидкости в системах отопления, кондиционирования и охлаждения.

Принцип работы терморегулятора
Функции термодатчика
Выбор терморегулятора
Установка

Термодатчик – это важная деталь, необходимая для обеспечения работы теплого пола независимо от его вида. Кроме контроля и поддержки комфортной температуры в помещении, он еще позволяет уменьшить потребление энергии. Если монтируется система «теплый пол» самостоятельно, то главная задача – это установить термодатчик для теплого пола. Об этом далее и пойдет речь.

Принцип работы терморегулятора

Датчик термостата для теплого пола фиксирует температуру нагревательных элементов и пересылает данные термостату.

Он имеет следующее устройство: медный проводник длиной 3 м соединяется с термосопротивлением. Чтобы оградить датчик от внешних воздействий, он помещен в стеклянную колбу, а провод изолирован ПВХ. Если это необходимо, то устройство может быть уменьшено либо увеличено до 50 м.

Когда температура повышается, сопротивление датчика снижается. Происходит сравнение фактической и заданной температуры, и в зависимости от результата подогрев останавливается или включается. Обычно пол начинает нагреваться, когда температура становится ниже заданной на 0,5°С.

Все фирмы производят датчики с разными показателями сопротивления, поэтому при выходе из строя одной детали практически во всех случаях придется заменить всю систему целиком, или приобрести новый датчик этого же производителя. В противном случае он может выключаться раньше, чем температура станет равна заданной, например, различие в 3 кОм будет примерно равно 5°С.

Например, если регулятор температуры теплого пола выставлен на температуру 30°С, то по достижении этого значения подогрев будет отключен. Система вновь включится, когда температура опустится до 29,5°С. Таким образом всегда будет комфортная температура.

Протяженность такого цикла зависит от нескольких факторов:

• температура в помещении;
• толщина слоя стяжки;
• качество теплоизоляции.

Функции термодатчика

Выполняет термостат теплого пола с датчиком такие задачи, как:

• включение и выключение системы;
• поддержание установленной температуры;
• экономия энергоресурсов благодаря оптимальной работе системы;
• контролирование подачи электричества.

Потребление электроэнергии теплого пола составляет половину его мощности. Если установлен программируемый терморегулятор, который позволяет задать снижение температуры в любое время суток, то расход может быть еще ниже.

Устанавливать термостат для теплого пола не обязательно, но все же желательно это сделать. В противном случае будет отсутствовать возможность регулировать максимальную температуру нагрева пола. К тому же отсутствие терморегулятора снимает гарантию изготовителя.

Полы из линолеума, ковролина, ламината нельзя нагревать выше 30°С, иначе материал быстро придет в негодность и может начать выделять токсичные химические вещества.

Выбор терморегулятора

В первую очередь при выборе терморегулятора необходимо ориентироваться на его характеристики, а уже затем на внешний вид:

• Терморегулятор должен обладать мощностью равной нагрузке системы. В случае более высокой мощности, чем у регулятора, между ними ставится магнитный пускатель.
• Тип датчика. Существуют виды датчиков, которые производят замеры температуры воздуха. Они чаще всего применяются для полноценного отопления. Следует выбирать термодатчики предназначенные для теплого пола, тогда на их показаниях не скажется действие сквозняков и солнечных лучей (подробнее: «Какой датчик температуры для теплого пола выбрать и как его установить правильно»).
• Функция программирования – позволяет выставлять необходимую температуру на любое время суток. Стоимость таких моделей высокая, однако, будет постоянная экономия электроэнергии.
• Способ монтажа. Он может быть компактным либо с использованием DIN-рейки в электрощите.

Датчик теплого пола запрещено замуровывать в бетонную стяжку. Довольно часто допускается такая ошибка, которая потом приводит к сложностям замены устройства при выходе его из строя.

Установка

Теперь рассмотрим, как установить термодатчик теплого пола. Для этого нужно сделать штробу в стене и полу, которая будет вести к распаечной коробке. Выполняется это при помощи перфоратора со специальной насадкой для штробления.

Провод непременно должен быть защищен, для этой цели используется гофра, которая входит в набор. В месте соединения датчика и провода следует намотать изоленту, это в дальнейшем поможет легко его извлечь из гофры при необходимости замены. Также гофру нужно устанавливать так, чтобы все углы и повороты получились плавными. Сначала лучше устанавливать гофру, это позволит убедиться в том, что датчик может быть легко извлечен, а уже затем сам датчик. Читайте также: «Правильная установка терморегулятора теплого пола и условия эксплуатации».

Леска для триммера поможет облегчить процесс засовывания датчика в гофру. Она отличается своей хорошей упругостью, несмотря на ее толщину всего в 3 мм.

Как работает датчик температуры охлаждающей жидкости

Конец провода и леска соединяются при помощи изоленты и все вместе просовывается в гофру.

Датчик необходимо укладывать параллельно нагревательным жилам и равно посередине между ними. Гофра должна быть закрыта пластмассовой пробкой, что предотвратит попадание раствора внутрь.

Далее провод датчика подсоединяется к терморегулятору. Схемы подключения могут отличаться в зависимости от модели прибора. Но чаще всего к регулятору подсоединяются 2 провода от датчика, фаза, ноль, заземление и 2 провода на нагрузку контуров. Только после отключения электричества можно приступать к подключению. Если есть сомнения по поводу знаний в области электрики, то для этой работы лучше всего нанять специалиста. 

Принцип работы

Термометры сопротивления (терморезисторы, термосопротивления)

Термометр сопротивления (Resistance Thermometer) — датчик для измерения температуры, принцип действия которого основан на зависимости электрического сопротивления от температуры.

Термосопротивления могут быть металлические (платина, никель, медь) или полупроводниковые.

Для большинства металлов температурный коэффициент сопротивления положителен — их сопротивление растёт с ростом температуры. Для полупроводников без примесей он отрицателен — их сопротивление с ростом температуры падает.

Датчик температуры: принцип работы, измерения и температурный диапазон

Термисторы

Термисторы – это полупроводниковые термосопротивления с большим температурным коэффициентом.

• PTC-термисторы (Positive Temperature Coefficient), обладают свойством резко увеличивать свое сопротивление, когда достигнута заданная температура – широко используются для защиты двигателей
• NTC-термисторы (Negative Temperature Coefficient), обладают свойством резко уменьшать свое сопротивление при достижении заданной температуры

PT100, PT1000

Платиновые термометры сопротивления (Platinum Resistance Thermometers) обладают высокой стойкостью к окислению и большой точностью измерения.

KTY

Кремниевые терморезисторы с положительным коэффициентом сопротивления, отличаются высокой линейностью характеристики, высоким быстродействием, надёжной твёрдотельной конструкцией и небольшой стоимостью.

Схемы включения термосопротивления в измерительную цепь

• 2-х проводная схема используется там, где не требуется высокой точности, так как сопротивление присоединительных проводов суммируется с измеренным сопротивлением, что приводит к появлению дополнительной погрешности



• 3-х проводная схема обеспечивает значительно более точные измерения, т.к. появляется возможность измерить сопротивление подводящих проводов и вычесть его из суммарного измеренного сопротивления



• 4-х проводная схема — наиболее точная схема, обеспечивает полное исключение влияния подводящих проводов

Сравнение термометров сопротивления с термопарами

Преимущества:

• выше точность и стабильность
• можно исключить влияние сопротивления присоединительных проводов на результат измерения при использовании 3-х или 4-х проводной схемы измерений
• практически линейная характеристика
• не требуется компенсация холодного спая

Недостатки:

• малый диапазон измерений
• не могут измерять высокую температуру.

Термопары

Термопара (Thermocouple) — это два проводника из разных металлов, спаянные в одной точке. Эта точка измерения температуры называется — рабочий спай. Свободные концы называются холодным спаем. Если рабочий спай нагреть относительно холодного спая, то между свободными концами возникает напряжение (термо-ЭДС), пропорциональное разности температур.

Так как с помощью термопары всегда измеряется разность температур, то, чтобы определить температуру точки измерения, свободные концы у холодного спая должны содержаться при известной неизменной температуре.

Подключение к ПЛК

Холодные концы подключаются (непосредственно или с помощью компенсационных проводов, которые должны быть выполнены из тех же металлов, что и термопара) к клеммам соответствующего аналогового входа (с соблюдением полярности!) промышленного контроллера, который программно выполняет компенсацию температуры холодного спая и рассчитывает температуру в точке измерения.

При внутренней компенсации контроллер использует температуру модуля, к которому подключена термопара. При более точной внешней компенсации эталонная температура холодного спая измеряется с помощью дополнительного термометра сопротивления, который подключается к специальному входу контроллера.

Типы термопар

• K: хромель-алюмель
• J: железо-константан
• S, R: платина-платина/родий и др.

Термопары отличаются диапазоном измеряемых температур и погрешностью измерений.

Преимущества термопар

• Большой температурный диапазон измерения
• Измерение высоких температур.

Недостатки

• Невысокая точность
• Необходимость вносить поправку на температуру холодного конца.

Термостаты

Термостат (Thermostat) – это регулятор, который поддерживает постоянную температуру воздуха или жидкости в системах отопления, кондиционирования и охлаждения.

Даже старые стиральные машины оборудованы специальными режимами стирки, предназначенными для вещей разных типов. Каждому режиму соответствует определенный уровень температуры (есть модели, в которых регулировка выполняется вручную, независимо от выбранного режима). В любом случае, температура устанавливается не самим регулятором, а специальным датчиком, выполняющим программную команду. О таких устройствах и пойдет речь в данной статье.

Виды термодатчиков

Это узкий круглый элемент размером в несколько сантиметров. Изготавливается из пластика и металла. Обычно устанавливается внизу механизма стиральной машины. В зависимости от модели или марки, термодатчики могут существенно различаться по своему устройству.

• Газонаполненные. Представляют собой баллон с газом, соединенный с баком машинки (старые модели Indesit). В таких датчиках температуры используется газ фреон. Достигнув нужного нагревательного уровня, газ уходит по трубке в специальный отсек, и процесс нагревания останавливается.
• Биметаллические. В данных устройствах вода начинает остывать благодаря изгибанию металлической пластинки, замыкающей контакт. Жидкость постепенно охлаждается, и пластинка принимает прежнюю форму, после чего вода в стиральной машине снова начинает нагреваться.
• Термисторы. Встречаются на новых моделях. Этот особый вид термостата работает благодаря сложному механизму, использующему сопротивление электричества. Преимуществом устройства является более стабильная работа без поломок.

Есть несколько признаков выхода термодатчика из строя:

• вода остается холодной;
• вещи не отстирываются;
• белье портится (из-за слишком высоких температур);
• расплавленная прокладка на дверце люка;
• нерабочая панель управления.

Извлечение устройства

Какой бы инновационной технологией не обладала ваша стиральная машина, рано или поздно датчик температуры выходит из строя. Чтобы удостовериться в наличии поломки, его необходимо извлечь из корпуса машинки. Сделать это не так сложно: в 4 марках из 5 термодатчик расположен сразу под баком.

Датчики измерения температуры: типы, принцип работы

Процесс извлечения выглядит следующим образом:

1. вначале нужно открыть заднюю панель — крепится она на 4-5 болтах;
2. далее аккуратно снимается проводка, соединяющая устройство с платой управления стиральной машиной;
3. чтобы снять сам нагреватель, необходимо ослабить его крепление — удерживающая гайка обычно располагается по центру;
4. теперь термостат можно извлечь.

Извлечение и замена газонаполненного датчика температур стиральной машины требует дополнительных действий: отвинчивать здесь надо и заднюю, и переднюю панель вместе с блоком управления — этим обеспечивается доступ к внешним частям термостата. Дальнейшие действия:

1. снимите изоляцию сзади корпуса;
2. снимите уплотнитель вокруг медной трубки, подцепив его тонким шипом;
3. сдвиньте устройство с паза, для чего слегка придавите его в основании;
4. достаньте деталь через специальное отверстие в баке и полностью отсоедините (после ремонта механизм собирается по обратной схеме).

Совет. Снимая проводку, пометьте или сфотографируйте провода. Такие действия позволят быстро выполнить ремонт и замену ТЭНа стиральной машины, собрав все так, как было вначале.

В газонаполненных датчиках из строя выходит трубка с фреоном. Обнаружив следы утечки газа, следует поменять комплектующие. Если же неисправен биметаллический датчик, то причина, скорей всего, в износе не подлежащей ремонту пластины. Отремонтировать термистор также нельзя, однако любой термодатчик можно заказать через интернет или купить в ближайшем ремонтном магазине.

Проверка и замена

С помощью мультиметра следует проверить сопротивление детали. Для этого:

1. на тестере включите режим определения сопротивления;
2. подставьте щупы к контактам (6000 Ом — это стандартные показатели при 20-градусной температуре);
3. разогрейте элемент, поместив его в горячую воду;
4. извлеките датчик температуры из воды и снова замерьте показатели — при 50 градусах они должны снизиться до 1350 Ом.

Если вышеперечисленные действия по устранению неисправности стиральных машин не дали положительного результата, стоит подумать о замене неработающего температурного датчика.

Замена газонаполненного датчика

Чтобы поставить новый газонаполненный датчик, нужно действовать в последовательности, обратной разбору стиральной машины. Перед установкой баллона в уплотнитель, его боковую часть рекомендуется смазать «Моментом» или другим клеем для большей герметичности. Необходимо проявлять особую осторожность, устанавливая медную трубку: в случае повреждения фреон может вытечь, и датчик снова придется менять.

Замена биметаллического датчика

Здесь все просто: элемент вставляется в резиновый уплотнитель стиральной машины, и к устройству подсоединяются два провода. Боковую часть также можно смазать клеем.

Замена термистора

Новое рабочее устройство вставляется в уплотнитель, к нему подсоединяются провода, после чего закручивается фиксирующая гайка.

Вызов специалиста

Если появились подозрения о поломке, позвоните по номеру, указанному на нашем веб-ресурсе. К вам приедут мастера по ремонту — они проверят и, в случае надобности, заменят термодатчик и сообщат стоимость ремонта стиральной машины на месте. На все работы предоставляется гарантия.

Адреса и фото местонахождения всех наших мастерских:

• Москва, 1-й Балтийский переулок, дом 3, корпус 25

• 
• 
• 

• Видное, бульвар Зелёные аллеи, дом 2

• 
• 
• 

• Домодедово, ул. 25 лет октября, дом 2

• 
• 
• 

• Красногорск, ул. Успенская, дом 16

• 
• 
• 

• Москва, Солнцево, проспект 50 лет октября, дом 7

• 
• 
• 

• Москва, ул. Кастанаевская, дом 63, корпус 2

• 
• 
• 

• Москва, ул. Римского Корсакова, дом 16

• 
• 
• 

• Москва, ул. Чертановская, дом 1в, корпус 1

• 
• 
• 

• Москва, ул. Южнобутовская, дом 71

• 
• 
• 

• Одинцово, бульвар Любы Новоселовой, дом 13

• 
• 
• 

• Подольск, ул. Народная, дом 11

• 
• 
• 

• Химки, проспект Мельникова, дом 14

• 
• 
• 

Термодатчик для теплого пола: выбор и монтаж

Содержание:

1. Особенности работы терморегулятора и датчика
2. Выбор и функции терморегулятора
3. Монтаж терморегулятора и датчика
4. Завершение подключения

Для нормальной работы системы теплого пола необходим терморегулятор и датчик. Эти устройства позволяют поддерживать комфортную температуру, при этом уменьшая расход электроэнергии теплого пола. Как выглядит термодатчик для теплого пола, можно увидеть на фото.

Особенности работы терморегулятора и датчика

Датчик температуры для теплого пола – это устройство, определяющее температуру пола или воздуха и передающее информацию терморегулятору, который представляет собой медный проводник трехметровой длины, соединенный с термосопротивлением. С целью защиты от внешних воздействий датчик защищен стеклянной колбой, а провод покрыт изоляцией из ПВХ. Длину устройства можно уменьшать или увеличивать до 50 метров. 

Когда температура поднимается, сопротивление датчика уменьшается. Информация об этом поступает в терморегулятор. В зависимости от текущей и заданной температуры система подогрева то включается, то выключается. Обычно теплый пол снова начинается подогреваться, когда температура становится на 0,5 градуса ниже заданной (читайте также: «Теплый пол плохо греет: что делать»). Например, если на терморегуляторе установлена температура в 28 градусов, то при достижении этого показателя система отключается. Когда температура снижается до 27,5 градусов, подогрев снова включается. Таким способом поддерживается комфортная обстановка. Цикличность включений и выключений зависит от температуры воздуха в помещении, толщины стяжки пола, качества утепления.

Чаще всего, если датчик для терморегулятора теплого пола ломается, его не ремонтируют, а приобретают новый. При неправильной замене одного из компонентов нередко бывает, что интервал между включением и выключением системы нагрева увеличивается до 5 градусов.

Выбор и функции терморегулятора

Терморегулятор осуществляет такие функции:

• включение и выключение подогрева;
• поддержание указанной температуры;
• контроль подачи электроэнергии;
• экономия электричества благодаря оптимизации работы системы.

Расход электроэнергии системы теплого пола обычно равен половине ее мощности. Если выбран программируемый терморегулятор и он позволяет устанавливать дополнительные настройки, то потребление электроэнергии будет еще меньше.

Установка датчика теплого пола и терморегулятора не является обязательным, но без этих устройств будет невозможно контролировать степень нагрева. Кроме того, на систему без датчика и терморегулятора не распространяется гарантия производителя. Некоторые виды напольного покрытия, например, линолеум, ковролин, ламинат не должны нагреваться до температуры выше 30 градусов, в противном случае они быстро испортятся и начнут выделять в воздух токсичные вещества.

При выборе терморегулятора нужно обращать внимание не только на его внешний вид, но и на другие характеристики:

• мощность устройства – она должна соответствовать нагрузке теплого пола, если система мощнее, то между ней и регулятором теплого пола устанавливается магнитный пускатель;
• тип датчика (он может измерять температуру воздуха или пола, некоторые устройства определяют и то, и другое);
• возможность программирования – такие модели стоят дороже, но позволяют пользоваться дополнительными настройками и экономить на электроэнергии;
• способ установки.

Прежде чем перейти к тому, как установить датчик теплого пола, следует выбрать место для его расположения. Нельзя замуровывать его в стяжку – это осложнит замену устройства в случае его поломки.

Установка терморегулятора для теплого пола, смотрите на видео:

Монтаж терморегулятора и датчика

Монтаж датчика теплого пола начинают с того, что проделывают отверстие в стене и полу – оно будет проложено к распаечной коробке. Это удобно делать специальным зубилом перфоратора.

Провод обязательно защищают с помощью гофры – обычно она находится в комплекте с устройством.

Датчики температуры

Рекомендуется сгладить переход между проводом и датчиком при помощи изоленты, намотанной в несколько слоев – это позволит в случае необходимости легко вытащить устройство. При установке гофры лучше делать повороты и углы плавными. Для того, чтобы убедиться, что можно будет без труда извлечь датчик, сначала устанавливают гофру, и только потом – устройство.

Просунуть датчик в нее будет проще, если воспользоваться леской для триммера. Она отличается хорошей упругостью, но при этом имеет толщину всего 3 миллиметра. Конец провода соединяют с леской при помощи изоленты и просовывают его внутрь гофры.

Прежде чем перейти к тому, как подключить датчик теплого пола, необходимо правильно расположить устройство. Датчик должен быть размещен параллельно греющим жилам, причем в середине между ними. Чтобы в гофру не попал раствор для стяжки, ее закрывают пробкой из пластика.

Завершение подключения

Потом выполняют подключение датчика теплого пола к терморегулятору. Схема подключения терморегулятора к теплому полу зависит от модели устройства, но обычно к регулятору подсоединяют 2 провода от датчика, фазу, ноль, заземление и 2 провода на нагрузку контуров. При выполнении этой работы лучше ориентироваться на рекомендации производителя. Установку проводят только при выключенном электричестве.

Теплые полы часто делают в помещениях, где нет возможности уложить на пол ковер, и холодная поверхность доставляет неудобства. Чтобы сэкономить на электроэнергии и в то же время сделать работу системы максимально эффективной, нужно установить терморегулятор и датчик.