Датчики температуры ОВЕН ДТС014/ДТС314/ДТС224/ДТС3224 (ДТС), Термопары: самые простые для разных применений

Проекту исполнилось 15 лет! Поддержать проект материально, проспонсировать проекты Автора или сделать ему подарок можно на этой странице: "Донаты и Спонсорство, Список Желаний".

Число просмотров: 2 171 

Различные датчики температуры ОВЕН в разных модификациях корпусов

Различные датчики температуры ОВЕН в разных модификациях корпусов

Этот пост — пока что завершающий в цикле постов про датчики, которыми я пользуюсь в своих проектах (все посты можно найти по тэгу «Датчики»). Сегодня я расскажу про датчики температуры, без которых почти ни один мой проект не обходится — измерять температуру хочется всем.

Забавность для меня в том, что я думал что из всех постов про датчики этот пост я сделаю самым первым, и он будет самый простой. Дескать, ну датчики температуры — что там думать? Взял, подключил, измерил. А оказалось, что это самый сложный пост из всех, при том что я использую буквально 2-3 модели датчиков во всех проектах!

Сразу же вас предупреждаю, что основные мои знания — про термосопротивления в корпусах в виде гильз и для установки на поверхность труб. Для моих бытовых проектов этого достаточно, но в общих знаниях про промышленные корпуса и типы датчиков я не так силён.

В своих проектах я использую датчики для контроля температуры улицы, стояков горячей воды, отопления, оборудования (в щитах СКС, шкафах автоматики) и для управления тёплыми полами от ПЛК. Я подобрал несколько простых модификаций датчиков, про которые и буду рассказывать. Но чтобы вы понимали, о чём идёт речь и то, какие сложности есть в подключении датчиков температуры, в начале поста снова будет большой ликбез.

Содержание

1. Как крепятся распространённые датчики и какие они бывают.

Когда я был в ОВЕНе, я нафоткал много различных корпусов датчиков температуры и попытаюсь систематизировать эту информацию в этом разделе. Все корпуса и типы подключения датчиков зависят от того, в какой сфере они применяются и в каких условиях работают.

Например, все измерения можно поделить на прямые и косвенные. При прямых измерениях датчик должен погрузиться прямо в ту среду, температуру которой он измеряет: например, опустить его прямо в трубу или бак с водой (можно читать как «Вставить внутрь радиатора отопления», если говорить о проектах квартир и коттеджей). А при косвенных достаточно прикрепить этот датчик к трубе снаружи. В этом случае мы будем измерять не температуру воды в трубе, а температуру самой трубы, которая нагревается от воды.

Конечно же, типы чувствительных элементов датчиков тоже отличаются друг от друга их стоимостью и границами температур, в которых они работают. Про это я расскажу в следующем разделе поста.

По способу подключения к измерительному модулю датчики бывают с разъёмами типа DIN 43650A (на нижней фотке сверху), с головкой и клеммами (посередине) и со специальным круглым разъёмом (снизу). А самый дешёвый способ — это просто выведенный из датчика кабель нужной длины.

Варианты корпусов датчиков с разъёмом DIN, с гайкой, с зажимом CLAMP

Варианты корпусов датчиков с разъёмом DIN, с гайкой, с зажимом CLAMP

Способов монтажа ещё больше. Здесь есть и всякие гильзы, штуцеры, контактный съём температуры, зажим типа CLAMP (про который я рассказывал в датчиках давления).

Варианты корпусов датчиков для труб HVAC, с подвижной и неподвижной гайками на штуцерах

Варианты корпусов датчиков для труб HVAC, с подвижной и неподвижной гайками на штуцерах

Напомню, что в пищевой промышленности есть требование: все компоненты системы внутри резервуара или бака с чем-то (вином, соком, соусом, йогуртом, сырной закваской и так далее) не должны иметь частей, на которых продукт может остаться при промывке и сгнить. Поэтому там популярен зажим типа CLAMP и такие конструкции датчиков, в которых нет никаких выступов или неровностей.

Наиболее дешёвый и распространённый способ крепления датчиков, которые погружаются в трубопровод для прямых измерений, в нашей стране — это бобышки. Это специальные кусочки труб с резьбой и проточенным внутренним упором, которые привариваются к трубе, а в них закручиваются датчики.

Бобышки с внутренним упором и без него

Бобышки с внутренним упором и без него

Конечно же, вы могли видеть их в котельных или ЦТП (напоминаю пост, где я был в двух ЦТП и всё там пофоткал):

Пример установки датчиков температуры в трубопровод в ЦТП

Пример установки датчиков температуры в трубопровод в ЦТП

Датчики для таких бобышек имеют головку характерного размера и два вида крепления: с неподвижным штуцером (на фото сверху) и с подвижным штуцером (на фото снизу).

Датчики с несъёмными подвижными и неподвижными штуцерами и их бобышки

Датчики с несъёмными подвижными и неподвижными штуцерами и их бобышки

В чём разница и что тут популярно? Да всё просто: когда штуцер (гайка, за которую датчик закручивают) неподвижный, то при установке датчика в трубу мы будем закручивать весь датчик вокруг своей оси и в конце не сможем точно предсказать, как будет расположена его головка. Может быть, она встанет под таким углом, что там и кабель не разделаешь. Тем более что, если он будет подключен к датчику, он ещё и вокруг своей оси перекрутится.

А в случае с подвижным штуцером датчик можно установить головкой в нужное положение и потом закрутить штуцер. Даже с кабелем.

Собственно, из-за этого такой тип монтажа датчиков очень популярен в нашей стране в сфере ЖКХ. Бобышка имеет площадку, куда упирается шайба датчика:

Установка датчика с несъёмным подвижным штуцером в бобышку

Установка датчика с несъёмным подвижным штуцером в бобышку

Сам датчик выглядит примерно так (головка может отличаться по размеру):

Датчик с головкой и подвижным несъёмным штуцером (ОВЕН ДТС035-50М.В3.60)

Датчик с головкой и подвижным несъёмным штуцером (ОВЕН ДТС035-50М.В3.60)

Вот, посмотрите на устройство его крепления:

Вид на подвижный несъёмный штуцер датчика и его упорную шайбу

Вид на подвижный несъёмный штуцер датчика и его упорную шайбу

Внутри такой головки есть контакты, куда надо подключить кабель.

Вид на головку датчика, в которой к нему подключается кабель

Вид на головку датчика, в которой к нему подключается кабель

Когда я был маленький, то видел подобные датчики при ремонте нашей дворовой ЦТП.

Один мой камрад даже подогнал мне новый датчик выпуска примерно 90ых годов. Ничего не изменилось =)

СССРовский датчик с таким же подвижным несъёмным штуцером для примера

СССРовский датчик с таким же подвижным несъёмным штуцером для примера

Почему эти датчики имеют такое большое расстояние от головки до гайки штуцера? По идее оно не используется: датчик глубже, чем штуцер, не вставишь же! Всё просто: чтобы охладить сам датчик и спасти его от высокой температуры, которая может быть в трубе.

Чтобы заменить такой датчик, надо полностью сливать всю воду из труб! А что делать, если точность измерений не слишком критична, но воду сливать не хочется?

Использовать гильзы! Они вкручиваются в бобышки (или другие места — например, гидрострелку), а в них уже вставляется датчик. Для замены датчика гильзу выкручивать не надо.

Монтажная гильза для установки датчиков в трубопровод

Монтажная гильза для установки датчиков в трубопровод

Так как чаще всего я работаю с общедомовым имуществом (стояки в квартирах, коллекторные шкафы на этажах многоквартирных домов), то я не имею права делать что-либо с трубами — например, я не могу вварить туда бобышку или даже вкрутить гильзу. Поэтому мне подойдёт только косвенный способ измерений — когда датчик прикрепляется к трубе снаружи. Такие датчики я и использую.

Если подвести итоги этого раздела, то получится так: в домашних проектах нам нужны датчики для непрямых измерений, и максимально компактные. А вот в ЖКХ чаще всего используются датчики с подвижным штуцером, который позволяет установить их в нужном положении головки.

2. Типы НСХ датчиков. Как подключать датчики температуры к ПЛК, ПР, ТРМ. Нормирующие преобразователи.

А вот этот вот раздел будет уже более структурированным, потому что тут я меньше «плаваю» в знаниях. Итак, разбираемся вместе!

2.1. НСХ (Номинальная Статическая Характеристика) и типы чувствительных элементов.

Вообще все датчики, которые есть на свете, в конечном итоге преобразуют измеряемую величину в напряжение или ток, которые измеряются какой-либо электронной схемой и потом пересчитываются измерительными приборами или модулями в измеряемую величину — температуру, давление, концентрацию газа и так далее.

Почти все датчики температуры построены на свойстве материалов изменять своё сопротивление при изменении температуры. Это могут быть металлы или даже полупроводники. Помнится, мой папаня делал термометр по схеме из журнала «Радио» на основе обычного диода, у которого в зависимости от температуры менялось падение напряжения на нём.

Исключение составляют термопары, которые выдают готовое напряжение в зависимости от температуры напрямую.

И вот здесь и начинаются сложности, которые привели к тому, что в технике имеется множество разных вариантов чувствительных элементов датчиков. Дело в том, что разные материалы имеют разную стоимость, разную погрешность, степень деградации, и, конечно же, разную зависимость сопротивления от температуры.

Да-да! Если вы думаете, что зависимость сопротивления от температуры линейна — то фигушки! Она нелинейна и ещё и отличается для разных материалов. Такая зависимость сокращённо называется НСХНоминальная Статическая Характеристика. Как я понимаю, снятие её похоже на какие-нибудь лабораторные работы, которые в институте казались бессмысленными и тупыми: нагреть датчик до заданной температуры, замерить сопротивление, нагреть до следующей заданной температуры, снова замерить сопротивление — и потом построить график по снятым точкам.

Стандартные НСХ для стандартных чувствительных элементов можно найти в справочниках. Для качественных измерений производитель устройства должен занести НСХ (или формулу её расчёта) в прошивку микроконтроллера, который обрабатывает данные от датчика, во всём диапазоне измерений.

Некоторым производителям бытовых устройств делать это лень, и они аппроксимируют НСХ по нескольким точкам. Это — плохо и может приводить к ерунде. Например, в бризерах Tion (вот ссылка на первый пост про них, а вот на второй) датчик температуры наружного воздуха врёт примерно так:

  • По ОВЕНу -10 градусов, Tion = -10 градусов (совпадает)
  • По ОВЕНу -5 градусов, Tion = -4 градуса
  • По ОВЕНу 0 градусов, Tion = +1 градус
  • По ОВЕНу +5 градусов, Tion = +6 градусов
  • По ОВЕНу +10 градусов, Tion = +10 градусов (совпадает)
  • По ОВЕНу +15 градусов, Tion = +18 градусов

Можно постебаться и сказать, что тут создатели этого бризера (Китайцы) явно не парились и сделали аппроксимацию НСХ вообще по двум точкам: -10 и +10 градусов, ахаха. В итоге бризер недогревает воздух и, чтобы получить +18, надо ставить на нём +20. Нельзя так делать!

НСХ — это очень важная характеристика датчика. Измерительный модуль (или устройство) нужно настраивать именно на тот тип НСХ, которая имеется у вашего датчика. И при замене датчика нужно менять его на датчик именно с такой же НСХ, иначе он будет показывать совсем не те значения! НСХ должна совпадать точно до обозначения, так как иногда даже 100П (платина, 100 Ом) и Pt100 (тоже платина, тоже 100 Ом) — это разные НСХ!

Перед выбором датчика нужно проверить то, что измерительный модуль или устройство корректно поддерживает его НСХ. Плохие примеры будут ниже.

В обозначении датчиков, принятом в нашей стране, обычно кодируется тип чувствительного элемента и его номинальное сопротивление при нуле градусов Цельсия, которые и позволяют понять то, какая у него будет НСХ. Обозначаются они в виде букв и цифр, например «50М» — это Медный чувствительный элемент с номинальным сопротивлением в 50 Ом, а «Pt1000» — это платиновый чувствительный элемент с номинальным сопротивлением в 1000 Ом при нуле градусов.

Почему и откуда появился такой зоопарк? Почему нельзя использовать один чувствительный элемент? А это — экономика и технологии производства. Оказалось, что платина (да-да!) имеет наиболее точную и стабильную НСХ и слабо деградирует при длительном времени работы. Зато она и стоит много денег. А медь, которая дешёвая, деградирует сильнее.

А сопротивление датчика нарямую зависит от того, к какому прибору и по какой схеме будет подключаться наш датчик. Ох, сейчас я расскажу вам эти сложные заморочки.

Итак, чувствительные элементы распространены такие:

  • Медь «М» — средняя точность, дешёвый: датчики могут быть только класса «B». Физически это медная проволока, которая намотана внутри датчика;
  • Платина «П» или «Pt» — самая высокая точность (класс «A») и большой срок службы, но очень дорогие. Физически это может быть проволока, как и у меди, а может быть керамическая подложка, на которую напылён слой платины (такие элементы стоят дешевле, но считаются чуть менее надёжными, чем проволока);
  • NTC — полупроводник или резистор, сопротивление которого меняется от температуры. Дешёвый, но самый неточный (привет, бризеры Tion).

Сопротивления распространены такие:

  • 50 Ом — для самых дешёвых датчиков на меди;
  • 100 Ом — максимально возможные для меди (выше точность) и минимально возможные для платины (подешевле);
  • 1000 Ом — для платины, самое популярное значение;
  • 10 000 Ом (10 кОм) — характерно для датчиков NTC, и промышленными устройствами чаще всего не поддерживается, а используется в HVAC или бытовой технике (например, в датчиках температуры тёплого пола или котлах отопления).

Вообще датчики сопротивлением на 50 и 100 Ом — это наследие совка, которое оттуда и тянется (пресловутое «мы пойдём своим путём»). В большинстве других стран применяют датчики на 1000 Ом, чтобы исключить влияние кабеля между датчиком и измерительным модулем (про это вы сейчас прочитаете).

В общих обозначениях самые популярные датчики будут такими:

  • 50М
  • 100М
  • Pt100
  • Pt1000
  • NTC 10k

А теперь давайте поговорим о том, почему используются разные сопротивления датчиков и как сами датчики подключаются к разным измерительным приборам.

2.2. Сопротивления и схемы включения датчиков.

По прошлому разделу понятно, что если мы хотим сделать дешёвый датчик, то нам надо израсходовать меньше материала на его чувствительный элемент. А раз материала будет меньше, то и его сопротивление будет тоже меньше (чем длиннее провод, проволока или дорожка на плате — тем больше её сопротивление).

И дальше начинается примерно то же самое, из-за чего повышают напряжение электросети при передаче его на большие расстояния: ПОТЕРИ И ВЛИЯНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КАБЕЛЯ. Например, если на ЛЭП у нас будет теряться 100 вольт, то при напряжении в 230 вольт до потребителя дойдут 130 вольт (53% потерь). А при напряжении 110 000 вольт — дойдут 109 900 вольт (0,9% потерь).

Посмотрим на наш самый дешёвый совковый датчик 50М на практике. Согласно НСХ 50 Ом у него будет при 0 (нуле) градусов по Цельсию. На момент измерения у меня в комнате было около 25 градусов.

Датчик имеет сопротивление 55,6 Ома. Вы! Только! Представьте! На 25 градусов температуры сопротивление датчика изменяется всего на 5,6 Ома!

Работа сенсора с типом НСХ 50М: Сопротивление при комнатной температуре

Работа сенсора с типом НСХ 50М: Сопротивление при комнатной температуре

Подогреем его горелкой до хз сколько градусов. У нас 61,1 Ом.

Работа сенсора с типом НСХ 50М: Сопротивление при подогреве горелкой

Работа сенсора с типом НСХ 50М: Сопротивление при подогреве горелкой

Видите, как мало изменяется сопротивление такого датчика при его нагреве? 5,6 Ома на 25 градусов температуры — это очень-очень-очень мало! И измерять такое сопротивление надо с очень высокой точностью, чтобы не ошибиться!

Возьмём мой ТРМ1 (напоминаю пост про него) и подключим туда этот датчик. В настройках ТРМ выставим тип датчика «50М». Мы получили 25,38 градуса.

Работа сенсора с типом НСХ 50М по двухпроводной схеме: без погрешности

Работа сенсора с типом НСХ 50М по двухпроводной схеме: без погрешности

А теперь хамски достанем бухту провода ПуГВ на 1,5 квадрата длиной 100 метров и подключим датчик через неё одним из концов.

Внезапно мы получили 31,33 градуса!!!

Работа сенсора с типом НСХ 50М по двухпроводной схеме: с погрешностью из-за длинного кабеля

Работа сенсора с типом НСХ 50М по двухпроводной схеме: с погрешностью из-за длинного кабеля

Да, вы всё поняли верно. Если подключить этот чёртов датчик 50М кабелем 2х1,5 — то он будет врать на 31,33 — 25,38 = 5,95 градуса! Если бы оба провода до датчика имели длину в 100 метров, то он врал бы на 5,95 х 2 = 11,9 градусов!!!

А чтобы вам было ещё веселее, то вспомните о том, что кабель у нас МЕДНЫЙ. И он тоже, ахаха, будет являться датчиком. Видимо, температуры в кабельном лотке, гофре или где он там идёт :)

Конечно же вы скажете: «Надо поднять сопротивление датчика, чтобы на него меньше влияло сопротивление кабеля» (по аналогии с повышением напряжения в ЛЭП). И будете правы. Собственно, поэтому все другие страны и используют датчики на 1000 Ом, а в HVAC вообще используется 10 кОм (10 000 Ом).

Только вот сопротивление кабеля будет влиять и на эти датчики. Да и как быть? Делать датчик из платины на 10 000 Ом? Сколько он будет стоить, если датчик Pt1000 стоит 2,5 тыр? 25 тыр? А если их надо 5, 10, 20 штук? Кто будет за это платить?

Если у вас есть хоть капелька критического мышления, то вы должны глубоко задуматься о том, почему же промышленность массово выпускает и, главное, применяет датчики 50М, 100М и другие. Ради дешевизны? Вдруг нас обманывают и наживаются на том, что подают нам воду или отопление не той температуры из-за ошибок измерений, а денежки забирают себе в карман?! Да и как быть с датчиками на 1000 Ом? Сопротивление кабеля будет влиять и на них, а на датчики Pt10000 (выдуманные) надо будет тратить охулиарды денег!

И вот чтобы решить все проблемы разом, и заодно максимально повысить точность измерений так, чтобы она не зависела от длины кабеля (в некоторых пределах), используют более хитрые схемы включения датчиков температуры: Трёхпроводную и Четырёхпроводную.

Я показал все схемы на рисунке:

Схемы включения термосопротивления: двухпроводная, трёхпроводная, четырёхпроводная

Схемы включения термосопротивления: двухпроводная, трёхпроводная, четырёхпроводная

Да, технически здесь всё просто: к одному (для трёхпроводной) или к двум (для четырёхпроводной) выводам от чувствительного элемента прямо внутри датчика подключается по две клеммы (или два провода) и выводятся наружу. Хах! То-то у датчика, который я видел в детстве выброшенным при ремонте ЦТП, было три клеммы! А я тогда думал, что это какой-то непонятный датчик и дома его не применить: в электронике же чаще всего использовались двухпроводные датчики!..

Если провода от датчика или его клеммы не имеют маркировки, то определить их назначение очень просто: надо найти те провода или клеммы, которые прозваниваются между собой с нулевым сопротивлением. Это и будут провода или клеммы с одного из выводов чувствительного элемента. А оставшийся провод (или два для четырёхпроводной схемы) будет вторым выводом чувствительного элемента.

В документации и своих инструкциях к щитам (то, как они автоматически печатаются, я рассказал здесь) я придумал называть провод датчика, который не запараллелен, «Горячим», а два других, запараллеленых провода — «Холодными», чтобы их как-то отличать.

Ну и что нам дают эти схемы? Замечательную возможность измерить сопротивление КАБЕЛЯ до датчика учесть его при измерении сопротивления датчика!

Если мы замеряем сопротивление между условным общим проводом и датчиком — получим сопротивление датчика. Если между общим проводом и вторым выводом — получим сопротивление кабеля.

Схема замера сопротивления датчика и кабеля измерительным модулем

Схема замера сопротивления датчика и кабеля измерительным модулем

Дальше нам останется только вычесть сопротивление кабеля и получить правильное сопротивление датчика. Кстати, скорее всего, удобнее измерять не сопротивление кабеля, а сопротивление датчика + сопротивление кабеля, а потом из него вычитать сопротивление датчика.

Благодаря этому мы и можем использовать дешёвые датчики 50М и получать на них хорошую точность за небольшие деньги, если сравнивать их с платиновыми.

А зачем нужна четырёхпроводная схема? А вот она-то как раз и нужна там, где мы денег платим за отопление или воду (в теплосчётчиках в ЦТП)! Здесь идея измерения сопротивления кабеля пошла ещё дальше: мы отслеживаем сопротивление каждой жилы кабеля, а не всего кабеля целиком.

Почему так? А потому что на заводе кабели производятся не сразу: сначала в отдельном цехе делаются сами жилы (и наматываются на катушки для хранения), а потом в другом цехе из этих жил делается сам кабель. Поэтому в теории в кабеле могут оказаться жилы из разных партий, и их сопротивление между собой будет варьироваться. А что бывает при изменении сопротивления на омы или их доли — вы уже видели на моём примере. Четырёхпроводная схема исключает такие ошибки напрочь и является самой точной.

Двухпроводная схема используется чаще всего только для датчиков с сопротивлением 10 кОм.

2.3. Особенности работы приборов ОВЕН с датчиками с разными НСХ.

Здесь будет краткий список того, какие датчики можно подключать к некоторым приборам ОВЕН.

Все измерительные приборы (ТРМ) и модули ввода-вывода (Мх110, Мх210) поддерживают трёхпроводную схему включений, и она является стандартной как для датчиков, так и для устройств.

Исключение составляют программируемые реле: у них применяется двухпроводная схема включения, и к ним не подходят датчики с низким сопротивлением.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: К ПР200 (и другим ПР) НЕ ПОДХОДЯТ датчики на 50 и 100 Ом. ПРка будет ВСЕГДА искажать показания, несмотря на то, что её вход измеряет сопротивление от 0 до 3000 Ом и то, что в библиотеке есть макросы для датчиков с другими НСХ. Для ПР200 (и других ПР) ВСЕГДА надо использовать датчики на 1000 Ом! Другие датчики можно подключать только через нормирующие преобразователи!

Вот ссылки на некоторые темы форума ОВЕН, где народ наступил на такие грабли:

А вот комментарий от разработчиков ОВЕНа (из этой темы на форуме ОВЕН: https://owen.ru/forum/showthread.php?t=39112&p=429348&viewfull=1#post429348):

1. В ПР никогда не поддерживались низкоомные датчики. Связано это с тем, что в устройствах такого класса для измерения используется встроенные в микроконтроллер АЦП. Низкоразрядные и малоточные, чего уж там.
2. 0-300 КОм — это максимальный предел измерения для ПР205. И для него своя погрешность. Для датчиков Pt1000 мы производим калибровку на заводе с устранением нелинейности в нескольких диапазонах измерения. За счет этого повышая точность измерения. Для того, чтобы применить эти коэффициенты и надо выбирать режим работы аналогового входа не 0-3000 а Pt1000. И получить достаточно неплохую точность.
3. Pt100 на АЦП с таким диапазоном, как и писали, ну не может точно измеряться ну никак. Именно по этому его нет ни в документации ни в конфигурации в режиме работы AI. Для лютых фанатов можно взять макрос Pt100 из библиотеки. Но с точностью все будет как написано.
С какими датчиками и с какой погрешностью будет работать прибор мы пишем во всей документации. Допускаю, что кто-то ее не читает. Ни на сайте, ни в каталоге, ни в РЭ. Но тут какими буквами не пиши крупными — не читают…
P.S.: Для случаев, когда нужно точно измерять температуру был сделан модуль ПРМ-3. Там ТРМ-ные входы. Хоть термопары измеряйте. И все достаточно точно.

Даже я сам заказал под проект щита родственникам сначала 100М, а потом перешёл на Pt1000!

Приборы ОВЕН (кроме некоторых модификаций ПР и модулей расширения) НЕ поддерживают датчики NTC 10K!

Итак, кратко:

  • ТРМ (пост про самый простой) — двух- и трёхпроводная схема, датчики Медь или Платина на 50, 100 и 1000 Ом, термопары. Поддерживается отслеживание аварий датчиков (обрыв, замыкание);
  • Модули Mx110 и Mx210 (пост про них) — двух- и трёхпроводная схема, датчики Медь или Платина на 50, 100 и 1000 Ом, термопары. Поддерживается отслеживание аварий датчиков (обрыв, замыкание);
  • ПР200 (все посты про ПРки) — ТОЛЬКО двухпроводная схема и ТОЛЬКО датчики на 1000 Ом;
  • Модули расширения ПРМ (страница на сайте ОВЕН) — двух- и трёхпроводная схема, датчики на 1000 Ом (Pt1000) и NTC 10 кОм (как исключение из линейки приборов ОВЕНа).

Пожалуйста не ошибайтесь с выбором датчика и прибора!

Ещё напомню вам ссылку на пост про отладку и программирование ПЛК. Там рассказано о том, что надо не забывать контролировать статус измерительного модуля, статус датчика (обрыв, замыкание, ошибка) и проверять показания от датчика на их логическую верность, чтобы температура перегретого пара не была -3000 градусов из-за ошибки математики.

2.4. Про термопары и их подключение (кратко).

Термопары, по моему мнению, самые простые, но при этом самые замороченные датчики по их подключению. Дело в том, что термопара состоит из двух сваренных проволочек из разных сплавов. При нагревании в такой термопаре возникает электрическое напряжение, которое можно измерить и пересчитать в температуру. У термопар тоже есть свои НСХ и типы чувствительных элементов и допустимые диапазоны температур.

Главное достоинство термопар в том, что они позволяют недорого измерять высокие температуры (например, до 1300 градусов), а недостаток (на мой взгляд) в том, что подключать их можно только специальными кабелем из того же материала, что и сама термопара. А кабели — соединять специальными разъёмами… тоже из того же материала.

Дело в том, что как только тип кабеля изменится, на соединении его с выводами термопары снова образуется другая термопара (по аналогии как в электрике нельзя соединять медь и алюминий), и показания будут глючить.

Пример такого ужаса рассказан в старой истории из цикла «Байки Системного Интегратора» (ссылка на выпуск), откуда я её и процитирую (орфография сохранена):

во время оно работал я веселом проекте по промавтоматизации для Газпрома. если кто не знает, газ по трубе гонят газовые компрессоры. которые суть газовые же турбины — доработанные судовые движки. ну, или от самалета ТУ-154. турбина обвешана хуевой тучей телеметрии — всяких разных датчиков и счетчиков. при запуске турбина раскручивается до шести тысяч с хреном оборотов т.н. «технологическим газом». технологический газ — это газ из трубы, по сути. затем зажигаются форсунки, и турбинко стартует.
в процессе пуска давление технологического газа ослабляется, а на форсунках, наоборот, повышается. момент, когда технологический газ перекрыт, и турбина крутится сама, считается собственно готовностью к вводу турбины в рабочий режим.
в общем, процесс запуска весьма и весьма непростой. равно как и последующая обработка телеметрических параметров. поетому как для снятия данных, так и в качестве исполнительных механихзмов, использовали мы замечательные промышленные контроллеры фирмы Octagon Systems.
собственно, наша задача заключалась в том, чтобы отладить самописную софтину на Си под конкретную турбину. и работа эта была связана с большим количеством командировок по трубе. как-нибудь отдельное эссе про песню «Качаем газ» и вообще мужуков-газовиков накреативлю. но суть не в этом.
вообще, только в этом проекте понял я всю страшную мощщ хайтека. ощущаешь себя просто доктором Франкенштейном, выпустившим на волю монстра. щелк, щелк мышкой — бабах! все трясецца, турбина запускаетца, цифирки бегут по экрану! щелк, щелк! все смолкает. ууух.
а теперь о грустном. еблись мы полтора месяца на затерянной в дебрях снегах Сибири компрессорной станции. все сделали правильно, ошибок нету, вроде все хорошо. но периодически, совершенно бессистемно, в телеметрию начинала лезть всякая херня и турбины аварийно стопились. в том числе и с задействованием пожарной сигнализации. что только не пробовали — меняли версии софта, контроллеры целиком, датчики, турбины — один хуй никак. все сроки и графики были сломаны уже давно. что мы, что мужики-газовики начинали уже потихоньку звереть.
в один прекрасный день вызвали нас в город, в головной офис этого самого перепердюйск-трансгаза. а надо сказать, что и генеральный директор и евоный зам по ИТ — бывшие военные. в общем, в лучших традициях, на ковер, и началось:
— какого хуя, ебаный рот, пидарасы, совсем охуели, разъебете все турбины и т.д.
в общем, заковыристый, мастерский, многоэтажный мат. в самый разгар тирады генерал осекается, и, типа, наезжает на зама по ИТ
— Петрович! Ебаный ты насос, ты-то куда смотришь?
Петрович показывает на нас двумя руками ладонями вверх, и говорит пренебрежительным тоном (а-ля «бляди, сэр»):
— Василич. Хуй знает, компьютерщики.
типа, с этих людей никакого спроса быть не может.
Занавес.
P.S. в чем причина проблем мы все-таки разобрались. оказалось, у монтажников невовремя закончился медный кабель. а хочется уже домой из этого медвежьего угла, в тепло, к жене. ну вот ети уродцы взяли и нарастили медный кабель люминьевым, а люминьевый еще раз медным.
а кабеля эти шли как раз таки от датчиков. получилась, что ни есть, термопара. поэтому, ежели температура окружающей кабеля среды была стабильна, после калибровки компрессор нормально запускался и работал. два-три градуса туда-сюда — пиздец, в показания датчиков лезла ересь.
после того, как я это выяснил, оставил на хозяйстве свою банду, и не поленился слетать в мск, разбить ебало тому, кто это сделал.
но фраза «Хуй знает, компьютерщики.» как объяснение любой некомпетентности, навсегда осталась в моём сердце.
UPD: да, Петрович таки перед нами извинился. потом я попросился в другой проект. перенервничал. бойцы же, которые остались, рассказывали, что монтаж Петрович теперь курирует лично. типично армейским способом. а именно — проводит инструктаж через хуй, блядь, и еб твою мать, а кропотливо сличает каждое действие монтажника с проектной документацией. отступившим от оной выдает пенделя в прямом смысле. все-таки военные молодцы.

Со стороны подключения к измерительному модулю тоже есть ещё одна заморочка, связанная с этой же матерной историей. Как только мы этот самый специальный кабель подключим к клеммам измерительного модуля, то… снова образуется термопара! Как я понял, чтобы отличать эти две термопары друг от друга, термопару на измерительном модуле называют «холодной», а на датчике — «горячей».

Так вот чтобы компенсировать разницу температур (из-за которой в истории искажались показания датчиков турбины) в измерительном модуле или устройстве на печатной плате ставится маленький термодатчик, который измеряет температуру около клемм подключения термопары и корректирует показания с ней. Это называется «компенсация холодного спая».

А ещё, как рассказывал мне камрад Bayk, в случае использования термопар нет способа определить обрыв датчика: когда напряжение не будет поступать, то измерительный модуль будет «думать», что просто слишком холодно. В одной из историй таким образом отвалилась термопара от котла котельной, из-за чего автоматика врубила подачу газа в котёл на 100%, а стальная дымовая труба котельной раскалилась ДОКРАСНА (видно было ночью, конечно).

Поэтому ещё раз говорю о том, как важно создание различных защит и отслеживание статуса датчика не только аппаратно, но и логически. Если бы в той котельной была бы защита по изменению температуры, которая бы отслеживала то, что при подаче газа температура не меняется (условно, если после подачи газа на 100% в течение 10 минут температура не поменялась на 10 градусов — авария) — котельная бы аварийно встала, а не жарила бы =)

2.5. Нормирующие преобразователи НПТ и датчики с RS-485 или 4..20 мА.

Вот нарассказывал я ужасов про то, как показания датчиков искажаются из-за длины кабелей, всяких термопар и кучи других заморочек. А теперь упомяну про хорошее. Для того, чтобы сразу по месту измерить и преобразовать сигнал от датчика к стандартному (чаще всего это 4..20 мА; напоминаю пост про аналоговые сигналы), выпускаются специальные Нормирующие Преобразователи.

Они могут быть двух видов: такие, которые устанавливаются в щит на DIN-рейку (обычно они имеют большую высоту и не встанут под пластрон щита вместе с модулькой) или такие, которые сразу же устанавливаются в головку датчика с теми самыми подвижными или неподвижными штуцерами, которые используются в ЖКХ. Головка должна иметь большие размеры (относиться к определённому типоразмеру), чтобы преобразователь туда влез.

Такие решения — дорогие, но позволяют исключить влияние длины кабеля, а сам датчик подключить к тем измерительным устройствам, которые не поддерживают его тип. Например, к ПР200 по интерфейсу 4..20 мА. Или вообще по RS-485 Modbus.

2.6. Культура учёта датчиков.

Если в условном быту мы можем оперировать словами «Датчик для тёплого пола 10 кОм», и нас легко поймут, так как все они стандартные и одинаковые, то в промышленности, как вы уже поняли, так нельзя: каждый тип датчика имеет много вариантов исполнения, кучу разных НСХ и схем подключений.

А ещё датчики надо поверять раз в несколько лет (год или два), чтобы убедиться в том, что они правильно измеряют температуру.

Поэтому следует создавать, внедрять и прививать культуру учёта устройств, включая и датчики:

  • Сохранять заводские паспорта и бирки, которые идут в комплекте с датчиком;
  • Записывать и сохранять заводские (серийные) номера датчиков;
  • Отслеживать их статус (куплен, поверен, установлен и так далее).

Кажется, что это сложно, но это не так. Основная ошибка многих в том, что они сначала быстро-быстро всё монтируют, а потом пытаются записать данные смонтированных устройств. Здесь срабатывает эффект «Уже сделал, а тут ещё возиться с фигнёй какой-то».

Если же пойти от обратного: сначала создать учёт (пусть даже в Экселе), поставить датчики на учёт, а потом уже их монитровать — то будет значительно проще, так как из системы учёта можно будет сделать бирки на датчики и их кабели, распечатать сводку того, какой датчик куда нужно установить, и так далее.

Я создал себе систему учёта на базе своей CS CRM (все посты про неё лежат по тэгу «CRM»). Пост про неё находится вот здесь — она очень удобная и крутая.

Моя система позволяет хранить всю информацию о датчиках (или других устройствах), поддерживает сканер штрихкода для быстрого ввода заводского (серийного) номера, дату поверки и интервал поверки, историю статусов устройства.

Основные данные об Устройстве: Название, ID, Привязка к Договору, Заводские параметры

Основные данные об Устройстве: Название, ID, Привязка к Договору, Заводские параметры

Также к каждому устройству можно вложить файлы любого типа, в том числе и скан паспорта.

Быстрый просмотр вложенных изображений для устройства

Быстрый просмотр вложенных изображений для устройства

Сведения о датчике (или устройстве) можно распечатать, чтобы передать их монтажникам или положить папку документации объекта.

Распечатка сведений об устройстве: простой датчик ДТС без истории статусов

Распечатка сведений об устройстве: простой датчик ДТС без истории статусов

3. Датчики ДТСхх4 и ххх4: ДТС014, ДТС314, ДТС224, ДТС3224 — для простых применений.

Различные варианты датчиков ОВЕН ДТСхх4, сверху вниз: ДТС014, ДТС314, ДТС224, ДТС3224

Различные варианты датчиков ОВЕН ДТСхх4, сверху вниз: ДТС014, ДТС314, ДТС224, ДТС3224

Эти датчики я вовсю использую в своих проектах, и они мои самые любимые, так как имеют компактные размеры, которые подходят для применения в квартирах, домах и коттеджах. Я расскажу про них детально в подразделах, а пока сообщу их общие характеристики и особенности:

  • Есть в герметичном (ДТС314, ДТС3224) исполнении со степенью влагозащиты IP67 или в обычном (ДТС014, ДТС224);
  • Есть распространённые НСХ: 50М, 100М, Pt100, Pt1000 (не во всех типах датчиков);
  • Трёхпроводная схема подключения (стандартный вариант). Одинаковые выводы маркируются наконечниками или проводами одного цвета. Например, если на датчике два красных и один белый — то красные внутри датчика соединены параллельно;
  • Можно заказать с разной длиной кабеля (выбирается на сайте ОВЕНа при заказе);
  • Минимальная длина корпуса датчика зависит от его модификации. Самый компактный — ДТС014, а самый длинный — ДТС314. Герметичность добавляет +10 мм к длине датчика;
  • Там, где датчики опрашиваются измерительными модулями, я использую дешёвую НСХ 50М, а в случае подключения датчиков напрямую ко входу реле ОВЕН ПР200 — с НСХ Pt1000.

В обозначении датчика кодируются его модель, тип элемента, класс точности, схема включения, длина датчика, длина кабеля в метрах. Для примера покажу обозначение датчика «ДТС314-50М.B.3.35/1»:

  • ДТС314 — модель;
  • 50М — тип НСХ;
  • .B — класс точности;
  • .3 — трёхпроводная схема;
  • .35 — длина корпуса (гильзы) датчика;
  • /1 — длина кабеля от датчика в метрах.

Существуют ограничения на разные сочетания НСХ, двух- или трёхпроводной схемы, длины корпуса датчика. Датчики с некоторыми сочетаниями характеристик вообще нельзя сделать, а с некоторыми датчики будут не складскими, а изготавливаться на заказ.

На сайте ОВЕНа есть удобный конфигуратор выбора всех характеристик, в котором блёклым цветом показываются недоступные или нестандартные значения. Например, вот так:

Конфигуратор на сайте ОВЕНа для выбора характеристик датчиков

Конфигуратор на сайте ОВЕНа для выбора характеристик датчиков

Если нам нужно измерить температуру в каком-то компактном месте (шкаф СКС, сухая снаружи труба) — можно брать ДТС014 без влагозащиты. Если нужно прочно прикрутить датчик к трубе, и нам не важны его габаритные размеры — то нужно использовать датчик ДТС3224 в герметичном исполнении.

В зависимости от модели датчики выпускаются с такими кабелями на базе провода МГТФ с фторопластовой изоляцией:

  • МГТФЭ — экранированный кабель, НЕ герметичный;
  • МГТФЭС — экранированный кабель, герметичный (в силиконовой оболочке).

Сравнение кабелей МГТФЭ (не герметичный) и МГТФЭС (герметичный, влагостойкий)

Сравнение кабелей МГТФЭ (не герметичный) и МГТФЭС (герметичный, влагостойкий)

Датчики можно подключать штатным кабелем или напрямую в щит или, если нужно их отключать для замены или обслуживания, использовать кабель МКЭШ (пост про эти кабели). Экраны кабеля датчика и кабеля до щита нужно соединять, а в щите подключать к PE.

По информации от ОВЕНа экран кабеля НЕ обязан контактировать с корпусом датчика (в каких-то модификациях он контактирует, а в каких-то нет). Задача экранированного кабеля — не заземлить корпус датчика, а защитить сам кабель от помех и наводок.

Какие модели я использую:

  • ДТС314 для всех измерений (ранее брал ДТС014);
  • ДТС3224 для монтажа на трубы, если нужно сделать этот монтаж по правилам.
3.1. Датчики ДТС014: самые дешёвые и простые.

Самый простой и недорогой датчик ОВЕН ДТС014 с типом 50М (ДТС014-50М.B.3.25/0,2)

Самый простой и недорогой датчик ОВЕН ДТС014 с типом 50М (ДТС014-50М.B.3.25/0,2)

Это самые дешёвые и самые маленькие и простые датчики. С них я начинал знакомиться с датчиками ОВЕН и выбрал их как самые мне понятные. Датчик представляет собой медную или латунную гильзу диаметром ~5 мм и длиной 20-30 мм (какую закажете), которую можно прикрепить хомутом к трубе, подвесить в воздухе (если надо измерять температуру внутри щита или шкафа), засунуть в рёбра радиатора отопления, установить в герметичной коробке на улице.

Правильно применять его надо, помещая внутрь какой-нибудь гильзы или оборудования. Зато, как я ещё и ещё раз скажу, эта модель самая компактная и недорогая и отлично подходит для квартирных проектов.

Этот датчик НЕ имеет НИКАКОЙ ВЛАГОЗАЩИТЫ! Он боится не только воды, но и даже конденсата! Он должен использоваться только в сухих помещениях или там, где на него вода точно не попадёт. Любая влага через оплётку экранированного кабеля МГТФЭ попадёт внутрь корпуса, намочит там чувствительный элемент, и датчик будет показывать фиг что!

Мои истории про это такие:

  • Как-то, когда обещали очень сильные морозы, я на свой страх и риск вывесил такой датчик на улицу, подцепив его клеммами WAGO к телефонной лапше. За счёт трёхпроводной схемы сопротивление этой рахитной лапши было скомпенсировано, а так как снег и лёд плохо проникали внутри датчика, то он провисел до весны. А весной вдруг показал +105 градусов: вода налилась =)
  • Точно так же в режиме тестирования и опытов вида «Во! Хочу смотреть, точно ли отопление регулируют в зависимости от уличной температуры!» такой же датчик на такой же лапше был прикручен к трубе батареи отопления. Хах! А потом моя мать с её совковыми устоями положила на трубу батареи МОКРУЮ ТРЯПОЧКУ. Это было весной, я валялся в комнате, смотрел температуру по WEB-визуализации на СПК, и вдруг… отопление выросло до +75 градусов. Я аж офигел. Думаю: «Наверное, автоматика в ЦТП глюканула. Или какая-то авария случилась! Ща скриншотов наделаю, на блоге расскажу потом» — а это была ТРЯПОЧКА. Датчик насосал с неё влаги через кабель и начал глючить.

Надо ли говорить, что после таких водных процедур датчики должны отправиться на помойку, потому что точность их измерений будет никакая? Свои два датчика я не выкинул и использую их для тестирования щитов, чтобы модули ввода-вывода не показывали ошибку «Обрыв датчика», а я мог проверить то, как у меня, к примеру, работает алгоритм нагрева тёплого пола.

Вторая особенность этих датчиков состоит в том, что заднюю часть датчика, из которой выходит кабель, нельзя нагревать до температуры выше +80 градусов, несмотря на то, что на датчике указан диапазон измерений до +150 градусов. Связано это с тем, что компаунд, которым кабель и чувствительный элемент датчика вклеены в его корпус-гильзу, может расплавиться, и датчик сам собой разберётся на составные части.

Опять же для бытовых проектов это правило легко соблюдается: в квартирах не подают воду или отопление выше +60 или +70 градусов, и такой датчик можно напрямую крепить на трубы, если вы не боитесь протечек на них.

А один из своих датчиков, который стоял на улице, я решил разобрать, чтобы показать вам его устройство.

Вот здесь видно, как залит компаундом его провод. Через неплотности провода влага как раз и проникает в корпус и чувствительный элемент датчика.

Гильза датчика ДТС014 и заделка провода в неё

Гильза датчика ДТС014 и заделка провода в неё

Если нагреть компаунд и вытащить внутренности датчика, то мы увидим, что экран кабеля оплетает его чувствительный элемент, чтобы защитить его от помех.

Устройство датчика ДТС014 50М внутри: гильза снята

Устройство датчика ДТС014 50М внутри: гильза снята

Сам чувствительный элемент — это замотанная фторопластовой лентой «куколка», которая лежит под гильзой датчика. Хорошо видны и три провода, которые выходили из датчика: два из них скручены вместе для трёхпроводной схемы.

Устройство датчика ДТС014 50М внутри: провода отпаяны, чувствительный элемент извлечён

Устройство датчика ДТС014 50М внутри: провода отпаяны, чувствительный элемент извлечён

И вот он — сам чувствительный элемент. Да! Это медная проволока, смотанная в колбаску и заизолированная фторопластовой лентой и каптоновым скотчем.

Устройство датчика ДТС014 50М внутри: чувствительный элемент 50М

Устройство датчика ДТС014 50М внутри: чувствительный элемент 50М

3.2. Датчики ДТС314: Влагозащищённые IP67.

Датчики ОВЕН ДТС314 - влагостойкие IP67

Датчики ОВЕН ДТС314 - влагостойкие IP67

Это — расширенная модификация датчиков ДТС014. Датчики ДТС314 имеют влагозащиту IP67 и защищённый от влаги провод МГТФЭС в силиконовой оболочке. «Платой» за это является то, что корпус (гильза) датчика будет длиннее, чем у ДТС014: если у ДТС014 минимальная длина гильзы составляла 20-25 мм, то у ДТС314 она составит 35-40 мм. Ну и стоят датчики ДТС314 чуть дороже, чем ДТС014.

Вот для сравнения датчик ДТС014 (сверху) и ДТС314 (снизу):

Сравнение корпусов датчиков ДТС014 (сверху) и ДТС314 (снизу)

Сравнение корпусов датчиков ДТС014 (сверху) и ДТС314 (снизу)

Позже вы увидите то, что даже датчики с длиной гильзы в 40 мм отлично проходят в трубе или гофре внутри мата тёплого пола для измерения его температуры, и суперкомпактность датчиков ДТС014 не особо нужна. Так что я потихоньку перехожу на эти датчики, чтобы не париться с влагозащитой.

Как я упоминал в теоретической части поста, все влагозащищённые датчики комплектуются кабелем МГТФЭС в силиконовой оболочке, по которому влага не попадёт в корпус датчика.

Кабель датчиков ДТС314 - МГТФЭС: экранированный в силиконовой оболочке

Кабель датчиков ДТС314 - МГТФЭС: экранированный в силиконовой оболочке

У него так же имеется три вывода, два из которых помечены одним цветом, а третий — другим. Штатно с завода экранированная оплётка обрезана под корень, и поэтому её надо разделать и вывести отдельным проводом, чтобы заземлить её для защиты измерительной цепи датчика от помех.

3.3. Датчики ДТС224: Для труб, не влагозащищённые.

Датчик ОВЕН ДТС224 для труб (НЕ герметичный)

Датчик ОВЕН ДТС224 для труб (НЕ герметичный)

В начале поста я упоминал всякие косвенные измерения, при которых датчик не погружается прямо в ту среду, температуру которой он измеряет, а касается трубы или ёмкости с этой средой. Ещё я говорил о том, что в бюджетных и простых случаях (там, где не надо регулировать и поддерживать температуру с высокой точностью) достаточно прикрепить датчик любого типа к трубе снаружи.

Однако, если мы хотим улучшить передачу тепла от трубы к датчику, то можно применить специальные датчики для труб модели ДТС224. Корпус датчика здесь представляет собой латунный брусок, который при помощи хомута и крепится к трубе.

Для труб большого диаметра в корпусе датчика сделан радиусный вырез, который можно видеть на этой фотографии. Если присмотреться, то будет видно что верхняя часть бруска имеет радиусную форму.

Радиусная выемка на корпусе датчиков ОВЕН ДТС224

Радиусная выемка на корпусе датчиков ОВЕН ДТС224

Плюсы этого датчика в его массивном корпусе. А вот минусы — в том, что ОВЕН по умолчанию использует здесь не герметичный провод МГТФЭ, по которому влага может попасть в этот датчик точно так же, как в обычный негерметичный датчик ДТС014.

Это вызывало у меня много вопросов: если этот датчик сделан для труб, то его же можно монтировать на эти самые трубы: в сантехническом шкафу квартиры, котельной коттеджа… А что будет, если когда-то понадобится разобрать какие-то соединения или заменить оборудование (счётчики воды, например), и остатки воды польются по трубе? Они — что? — проникнут в датчик, и он выйдет из строя?

Пока я всё это выяснял, ОВЕН выпустил обновлённую герметичную модель этих датчиков!

3.4. Датчики ДТС3224: Для труб, влагозащищённые.

Датчик ОВЕН ДТС3224 для труб и HVAC - влагостойкий IP67

Датчик ОВЕН ДТС3224 для труб и HVAC - влагостойкий IP67

Датчики ДТС3224 (добавилась тройка в обозначении) ОВЕН выпустил в разделе «Датчики для HVAC». Но несмотря на это их можно применять точно там же, где и датчики ДТС224.

Их главное отличие — это герметичный силиконовый кабель МГТФЭС и степень влагозащиты IP67.

Вот фотография, где показан обычный ДТС224 (слева сверху) и новый ДТС3224 (справа снизу):

Сравнение датчиков ДТС224 (слева сверху) и ДТС3224 (справа снизу)

Сравнение датчиков ДТС224 (слева сверху) и ДТС3224 (справа снизу)

По аналогии с датчиками ДТС314 здесь ввод кабеля опрессовывается и полностью герметизируется. Остальные функции датчика полностью сохраняются.

Рабочая часть датчика ДТС3224 крупным планом (видна обжимка силиконового кабеля)

Рабочая часть датчика ДТС3224 крупным планом (видна обжимка силиконового кабеля)

Я очень ждал их выпуска и поэтому задерживал свой пост, потому что очень хотел сказать о том, что теперь у ОВЕНа есть герметичные датчики для накладной установки на трубы!

4. Примеры монтажа датчиков ДТСхх4 и ДТСххх4.

Для моих бытовых проектов можно составить следующий список требований и особенностей монтажа датчиков:

  • Используем влагозащищённые корпуса, если ставим датчики на улице. Можно использовать пластиковую герметичную монтажную коробку и вывести корпус (гильзу) датчика наружу через сальник типа PG.
  • Если датчик монтируется на трубу — то саму трубу в месте монтажа датчика надо зачистить от краски и грязи и, по возможности, использовать термопасту, чтобы через неё тепло лучше передавалось на датчик. Место монтажа датчика лучше закрыть теплоизоляцией (или выбрать место, где теплоизоляция уже есть).
  • Если датчик монтируется в тёплый пол — то нужно заложить трассу из пластиковой гладкостенной трубы так, чтобы датчик можно було извлечь для обслуживания или замены.
  • Кабель к датчику следует подключать так, чтобы датчик можно было легко снять и заменить, если это потребуется. Например, можно использовать разъёмные клеммы DegSon на провода (пост, где они упоминаются) или соединять кабель от датчика и кабель МКЭШ до щита в отдельной коммутационной коробке.
4.1. Монтаж на улице.

После того, как мой первый датчик на улице не пережил весну и таяние снега, я установил его во влагозащищённый металлический корпус GAINTA G101 (размеры 50x45x30 мм). Чтобы датчик лучше контактировал с внешней средой, я приклеил его к внутренней стенке корпуса.

Монтаж датчика ДТС014 в уличную коробку IP65 - датчик вклеен в коробку

Монтаж датчика ДТС014 в уличную коробку IP65 - датчик вклеен в коробку

А дальше соединил его с кабелем при помощи клемм WAGO:

Монтаж датчика ДТС014 в уличную коробку IP65 - соединение проводов

Монтаж датчика ДТС014 в уличную коробку IP65 - соединение проводов

Этот датчик работает у меня уже как два года, и проблем с ним нет.

Монтаж датчика ДТС014 в уличную коробку IP65 - установлен на улице

Монтаж датчика ДТС014 в уличную коробку IP65 - установлен на улице

4.2. Монтаж в тёплый пол.

Вы знаете, что для монтажа датчика температуры в мат тёплого пола, уложенный в стяжку или слой плиточного клея, надо закладывать трубу для того, чтобы датчик можно было установить на этапе чистовой отделки. Изначально это требование шло не только для замены датчика, если он выйдет из строя, а и из-за того что датчики температуры (обычно NTC 10K) поставлялись вместе с термостатом тёплого пола, который как раз и ставится после всей отделки.

Многие знают об этом и закладывают гофру для проводки в место установки термостата. Один конец гофры выводится в подрозетник, где будет установлен термостат, а другой — в мат тёплого пола, где заглушается так, чтобы при заливке стяжки в него не попал цементный раствор.

От разных монтажников я слышал о том, что гофру использовать плохо: некоторые датчики упираются в её рёбра и плохо проходят поворот из стены в стяжку пола. А с тем, как заглушить конец гофры — надо ещё подумать и повозиться.

Ещё я слышал, что более грамотным считается использовать следующее решение. Мы берём пластиковую трубу для водопровода (чаще всего — самый дешёвый металлопласт), так как она имеет прочные стенки, и её удобно сгибать, и большой наконечник ТМЛ, в который влезет эта труба.

Пример монтажа датчиков температуры в мат тёплого пола: заготовка труб и наконечников

Пример монтажа датчиков температуры в мат тёплого пола: заготовка труб и наконечников

Трубу мы сгибаем у стены, вставляем её конец в наконечник ТМЛ и герметизируем это соединение при помощи термоусадки с клеевым слоем. Наконечник ТМЛ мы используем из-за того, что в него хорошо входит труба и из-за того, что он имеет отверстие, при помощи которого конец трубы можно закрепить к полу так, чтобы он не всплыл при заливке стяжки.

Наконечники ТМЛ можно выбирать по их последней цифр в обозначении. Она указывает внутренний диаметр отверстия вот так:

  • ТМЛ 120-12-17 — под болт М12, d внутр = 17 мм (для трубы 16 мм)
  • ТМЛ 185-16-21 — под болт М16, d внутр = 21 мм (для трубы 20 мм)

Пример монтажа датчиков температуры в мат тёплого пола: наконечники на 120 и 185 квадратов для труб на 16 и 20 мм

Пример монтажа датчиков температуры в мат тёплого пола: наконечники на 120 и 185 квадратов для труб на 16 и 20 мм

Примерно так может выглядеть монтаж труб для датчика тёплого пола по такой технологии:

Пример монтажа датчиков температуры в мат тёплого пола: конструкции из наконечников собраны

Пример монтажа датчиков температуры в мат тёплого пола: конструкции из наконечников собраны

У меня были сомнения о том, получится ли использовать влагозащищённые датчики ДТС314 с более длинной гильзой, чем у ДТС014.

Проверка показала, что датчик ДТС314 с длиной гильзы в 40 мм отлично проходит по изгонутой металлопластиковой трубе без каких-либо затруднений.

Пример монтажа датчиков температуры в мат тёплого пола: датчик ДТС314 с длиной гильзы 40 мм отлично проходит по изгибу трубы

Пример монтажа датчиков температуры в мат тёплого пола: датчик ДТС314 с длиной гильзы 40 мм отлично проходит по изгибу трубы

4.3. Монтаж ДТС014 на трубах (простой).

Первый проект, в котором массово использовались датчики ДТС014, был про Котельную в Папушево (привожу ссылку на третью часть, где датчики и подключались). Здесь часть датчиков нужно было установить на трубы котельной, чтобы только лишь измерять температуру.

Нами были выбраны датчики ДТС014 как самые простые. Монтировались они при помощи пайки. Сейчас я считаю, что лучше использовать разъёмные соединения или коммутационную коробку, но всё же покажу и этот — самый-самый-самый простой способ монтажа датчиков «в лоб» — пайкой.

Вначале мы разделываем кабель МКЭШ так, чтобы его экранирующая оплётка имела такую же длину, как и его провода, и выбираем жилы нужных цветов для трёхпроводной схемы. Чтобы не перепутать провода со стороны датчика при его трёхпроводной схеме включения, я сначала припаял «Горячий» конец (тот, который не запараллелен), а потом — два «Холодных» (те, которые запараллелены внутри датчика).

Подключение датчика к кабелю МКЭШ: припаиваем горячий конец

Подключение датчика к кабелю МКЭШ: припаиваем горячий конец

Кстати! Не забудьте составлять на объектах таблицу о назначении и подключении жил сигнальных кабелей!

После этого не забываем припаять экран кабеля МКЭШ к кабелю датчика. Я сделал это так, что провод экрана был короче, чем провода от датчика: они более тонкие, и их легче оборвать, чем экран. Пусть экран несёт на себе всю силовую нагрузку.

Подключение датчика к кабелю МКЭШ: припаиваем остальные провода и экран

Подключение датчика к кабелю МКЭШ: припаиваем остальные провода и экран

Ну а дальше место соединения было заизолировано термоусадкой с клеевым слоем, а сам датчик при помощи хомута был прикручен к трубе.

Датчик нужен просто для контроля, поэтому он просто прикручен к трубе хомутом

Датчик нужен просто для контроля, поэтому он просто прикручен к трубе хомутом

Так как это была котельная для коттеджа, то здесь в котле стояло ограничение в +70 градусов, и датчики ДТС014 нормально работали (вы помните, что место выхода кабеля из них нельзя нагревать выше +80 градусов).

4.4. Монтаж ДТС014 на трубах с разъёмами.

Когда я курировал монтаж датчиков в Проклятом Проекте Mail.Ru, то предложил там более удобный и серьёзный способ подключения датчиков ДТС — использование разъёмов типа miniMIC. Этот способ был выбран по двум критериям:

  • Возможность отключить и заменить датчики;
  • Сложная разводка санузла (трубы были на двух стенах под углом 90 градусов) не позволяла установить монтажную коробку и собрать там кабели от всех датчиков вместе: удобно было тянуть каждый датчик отдельным кабелем в щит сантехшкафа.

Я заранее напаял разъёмы на датчики, а заодно повесил учётные бирки с их ID и назначением.

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: На датчики ДТС014 напаяны разъёмы и установлены бирки с их ID

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: На датчики ДТС014 напаяны разъёмы и установлены бирки с их ID

Потом сами датчики гоп-монтажом (расскажу, расскажу я про этот объект!) были прикреплены на трубы и закрыты кусочком теплоизоляции.

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: Датчики ДТС014 закреплены на трубы стяжками

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: Датчики ДТС014 закреплены на трубы стяжками

Затем к ответной части разъёмов были припаяны кабели МКЭШ (тоже отдельно на столе), которые шли до щита сантехшкафа.

Дальше оставалось только соединить разъёмы между собой , а кабели МКЭШ закрепить так (на фото ниже это не показано), чтобы они не вырывали кабели из датчиков своей массой.

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: Датчики ДТС014 подключены разъёмами к кабелям щита

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: Датчики ДТС014 подключены разъёмами к кабелям щита

4.5. Монтаж ДТС3224 на трубах (правильный).

Под конец 2023 года, когда ОВЕН выпустил датчики ДТС3224 (для труб, герметичные IP67), я заказал их для своего объекта родственникам (вот здесь есть рассказ про щит для них). Так как здесь в качестве системы управления используется ОВЕН ПР200, то я взял датчики с НСХ Pt1000, как и должно быть.

Датчики монтировались на трубы стояка ГВС в квартире и стояка отопления в этажном холле. Каждый датчик поставлен на учёт в моей CRM-системе (тот самый учёт устройств, про который я рассказывал в этом посте) и имеет бирку с его ID, назначением и краткими характеристиками.

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: Датчик ДТС3224 готовится к установке на стояк ГВС

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: Датчик ДТС3224 готовится к установке на стояк ГВС

Датчик в стояке ГВС я установил под утеплитель от застройщика и закрепил его кучей стяжек.

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: Датчик ДТС3224 установлен на стояк ГВС

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: Датчик ДТС3224 установлен на стояк ГВС

На заднем плане видна моя коммутационная коробка, которую я изготовил специально для этого санузла. К силовому щиту идут пара кабелей МКЭШ на 7 и 10 жил, а в этой коробке они разветвляются на разные сигналы. Это хорошая альтернатива WAGO и другим способам соединений.

В этажном холле я закрепил датчик на коллекторе отопления при помощи хомутов. Позже повешу на него ещё одну бирку гласящую о том, что это датчик для системы «Умный Дом» (хаха) и чтобы по всем вопросам звонили мне.

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: Датчик ДТС3224 установлен на стояк отопления (в коллекторном шкафу)

Пример монтажа датчиков ОВЕН ДТС: Датчик ДТС3224 установлен на стояк отопления (в коллекторном шкафу)

В общем, мне зашли датчики ДТС314 и ДТС3224. С этого года я сделаю их основными в своих проектах.

5. Датчики со встроенным НПТ RS-485 — Уличный датчик температуры ДТС125М-RS.

Датчик ОВЕН ДТС125М-RS для измерения температуры воздуха с интерфейсом RS-485

Датчик ОВЕН ДТС125М-RS для измерения температуры воздуха с интерфейсом RS-485

Этот датчик интересен тем, что он создан для измерения температуры улицы. Общее обозначение модельной линейки — ДТС125. Они имеют влагозащищённый корпус, из которого выведена внешняя гильза датчика.

ДТС125 могут выпускаться как в виде обычных датчиков (с разными НСХ и трёхпроводной схемой) или в виде датчиков со встроенным нормирующим преобразователем НПТ и выходом RS-485 Modbus, что удобно, если таких датчиков несколько: их можно легко соединить в единую сеть и не возиться с кабелями МЭКШ, измерительными модулями и помехами.

У меня как раз именно такой датчик и есть. Обращаю внимание на то, что у него снова имеется наклейка из моей учётной системы с обозначением места его установки, адресом и параметрами связи.

Вид НПТ под крышкой датчика ОВЕН ДТС125М-RS

Вид НПТ под крышкой датчика ОВЕН ДТС125М-RS

Нормирующий преобразователь тут выполнен в виде шайбы, которая вкладывается в корпус датчика и к которой подключаются выводы его чувствительного элемента (поэтому и существуют варианты таких датчиков без НПТ и с НПТ). Тоже по трёхпроводной схеме. Настраивается такой датчик по классической схеме — по RS-485 через конфигуратор ОВЕНа.

И если вы думаете, что этот датчик пригодился мне для измерения температуры улицы (да, так и есть — он был выбран под тот самый проект родственникам), то фигушки. Полтора года назад я схватил чёртов ковид и высокую температуру. Градусника дома не было, а датчик БЫЛ!

Хрен ли! Берём датчик, преобразователь ОВЕН АС-4 RS-485<>USB — и смотрим, сколько там градусов: 38 или 39,5, мать его? Находчивость — наше всё!

Меряем температуру тела в ковид при помощи датчика ОВЕН ДТС125М-RS

Меряем температуру тела в ковид при помощи датчика ОВЕН ДТС125М-RS

Ну а сам датчик был подготовлен для установки на квартире. Место для него нашлось удобное: он стоит на стене дома, а доступ к нему есть через окно лоджии.

Установка датчика ОВЕН ДТС125М-RS на улице

Установка датчика ОВЕН ДТС125М-RS на улице

Так как сальника для ввода кабеля в этом датчике два (для шлейфа RS-485), то я заглушил один при помощи силиконового герметика.

Заглушение одного из кабельных вводов датчика ДТС125М-RS при помощи силиконового герметика

Заглушение одного из кабельных вводов датчика ДТС125М-RS при помощи силиконового герметика

Для таких датчиков выпускается специальный экран. Он нужен для того, чтобы защитить сенсор датчика от попадания солнечных лучей. Иначе при морозах в -20 градусов днём на солнце можно получить +10.

Защитный экран для сенсора датчика ДТС125М-RS

Защитный экран для сенсора датчика ДТС125М-RS

В посте про отладку программ на ПЛК я упоминал про проверку входных данных с датчиков. Напомню вам одну из историй оттуда:

Но в одном проекте идиоты поставили датчик температуры наружнего воздуха над входной дверью в ЦТП. Зимой в ЦТП жарко, если сравнивать с улицей. И, если открыть входную дверь, то горячий воздух из ЦТП пойдёт на улицу, заодно нагревая датчик. Сдали эту ЦТП с третьего раза, потому что никто не мог понять, что за херня происходит: пришла комиссия, открыла дверь, ходит, смотрит. И вдруг фигак — и отопление выключается к чертям. Зимой в лёгкий морозец! Комиссия ушла, дверь закрыли — отопление заработало. И так ещё раз! =)

Проблему решили через жопу: поставили на дверь ЦТП концевик и изменили программу в ПЛК так, что при открытии двери панель оператора гаснет, и комиссия не видит, что цифры на параметрах отопления изменились. А ведь фильтрация данных с датчика здесь могла бы помочь. Например, можно было бы создать алгоритм вида «Если температура резко скакнула, то в течение 20 минут используем предыдущее значение, пока она не вернётся в норму».

Так вот чтобы датчики уличной температуры не врали, их надо устанавливать на северной стороне здания в тени. Или же использовать защитные экраны.

Этот специальный экран накручивается на датчик таким образом, чтобы окошко экрана находилось в стороне от солнечных лучей. Благодаря этому солнце не светит напрямую на чувствительный элемент этого датчика, и показания его не так сильно искажаются.

Установка защитного экрана для сенсора датчика ДТС125М-RS

Установка защитного экрана для сенсора датчика ДТС125М-RS

6. Термопары. Краткий обзор.

Напоминаю, что я не силён в знаниях о термопарах и не использовал их. Поэтому лишь упоминаю об их особенностях, которые узнал у ребят в ОВЕНе (им огромное спасибо).

Как я уже говорил, главное достоинство термопар в том, что они позволяют недорого измерять высокие температуры (например, до 1300 градусов). Стоимость термопар зависит от степени защиты самой термопары от окружающей среды.

Если термопара физически никуда не закоротит, и будет находиться внутри домашней (или лабораторно-настольной) электропечи для плавки металлов — то можно взять самую дешёвую и засунуть её через отверстие внутрь.

Самая простая термопара - спай двух проволок разных металлов

Самая простая термопара - спай двух проволок разных металлов

Если же нужно, чтобы термопара прослужила дольше, то используются термопары в специальном защитном чехле — КТМС (Кабель Термопарный с Минеральной изоляцией в Стальной оболочке).

Суть идеи в том, что термопара помещается в стальной стержень, внутри которого плотно набит тончайший порошок оксида магния MgO, который защищает термопару от внешних воздействий и заодно лучше передаёт тепло на неё.

Сравнение чехла КТМС и керамического корпуса термопары

Сравнение чехла КТМС и керамического корпуса термопары

Такие термопары более защищены от внешней среды, и их даже можно изгибать в небольших пределах:

Термопары в защитных чехлах КТМС: можно изгибать с некоторым радиусом

Термопары в защитных чехлах КТМС: можно изгибать с некоторым радиусом

Подробнеее про КТМС можно прочитать в этой статье на сайте ОВЕНа: https://owen.ru/poleznye_materialy/termopary_na_osnove_ktms.

Напоминаю, что все термопары надо подключать специальными кабелями, которые будут являться как бы продолжением термопары до входа измерительного модуля.

Специальные провода-выводы терпомар (простой кабель не подходит)

Специальные провода-выводы терпомар (простой кабель не подходит)

7. Бонус: Радиодатчики для овощехранилищ (опытные).

Комплект радиодатчиков для овощехранилищ (опытный)

Комплект радиодатчиков для овощехранилищ (опытный)

А это — бонус, который я увидел на стадии прототипа два года назад и который, наверное, не пойдёт в производство из-за санкций. Мне хочется про него рассказать, так как меня поразила суть самой задумки и то, насколько интересные случаи в промавтоматике бывают.

Это — радиодатчики для овощехранилищ. Там, конечно же, надо измерять температуру. Но есть нюанс! ;) Некоторые овощехранилища — например, картофана, представляют собой отсек в стене, где этот самый картофан лежит горой. Оказалось, что в некоторых случаях суровые мужики с погрузчиками обрывают кабели от датчиков температуры, задевая их мешками.

ОВЕН по запросу от нескольких клиентов придумал радиодатчики. Передающая часть датчика работает от литиевой батарейки, а настраивается DIP-переключателями. Корпус датчика имеет прозрачную крышку, чтобы видеть статус работы датчика по контрольному светодиоду.

Радиодатчик для овощехранилища (опытный)

Радиодатчик для овощехранилища (опытный)

Сбоку датчика есть сенсорная кнопка, при помощи которой его можно включить или выключить. По словам ребят из ОВЕНа, кнопка реагирует на палец руки, но не сработает, если её засыпать овощами =)

Кнопка на корпусе радиодатчика (опытная)

Кнопка на корпусе радиодатчика (опытная)

Приёмник может обрабатывать 16 датчиков. Если нужно больше — то можно поставить несколько комплектов датчиков и приёмника, разнеся их по частотам.

Приёмник сигналов от радиодатчиков (опытный)

Приёмник сигналов от радиодатчиков (опытный)

Настраивается приёмник тоже при помощи кнопок и DIP-переключателей. А сделан он на базе корпуса ПРки =)

Приёмник сигналов от радиодатчиков (опытный, крышка открыта)

Приёмник сигналов от радиодатчиков (опытный, крышка открыта)

Проекту исполнилось 15 лет! Поддержать проект материально, проспонсировать проекты Автора или сделать ему подарок можно на этой странице: "Донаты и Спонсорство, Список Желаний".

2 Отзывов на “Датчики температуры ОВЕН ДТС014/ДТС314/ДТС224/ДТС3224 (ДТС), Термопары: самые простые для разных применений”


  • 1 Slavik202

    Очень интересно было почитать!
    У нас на химическом производстве электрик использует как раз устройства фирмы Овен. В основном это ТРМы с термопарами для измерения температур протекающих химических реакций в аппаратах синтеза.
    Теперь хоть понятно стало как это всё устроено и работает!

  • 2 CS  [Москва]

    Slavik202 О, спасибо! У миеня и про ТРМ есть пост (про самый простой).
    Я к этому понимаю тоже шёл не сразу, а с 2019 года. Вот всю инфу систематизировал и родил пост!

Оставить отзыв

Вы должны войти на блог, чтобы оставить комментарий.