ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ISTOS-100-S Ο θερμοκρασιακός αισθητήρας ISTOS-100-S είναι ένας χαμηλού, κόστους, ανθεκτικός αισθητήρας τύπου PT-100 με ειδικά σχεδιασμένο σκίαστρο που παρέχει υψηλή προστασία από τις περιβαλλοντικές συνθήκες (προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία, βροχόπτωση), ενώ επιτρέπει τον ελεύθερο αερισμό για ακριβή μέτρηση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος αέρα. 1. Σκίαστρο προστασίας Ο σχεδιασμός του σκίαστρου με λευκές γυαλιστερές επιφάνειες και διαδοχικές θυρίδες έχει ως αποτέλεσμα την πολύ χαμηλή ανύψωση της θερμοκρασίας εξαιτίας της ηλιακής ακτινοβολίας και εξίσου χαμηλή πτώση της θερμοκρασίας τη νύχτα με ξαστεριά. Έτσι καταγράφεται η θερμοκρασία του αέρα (που είναι το ζητούμενο) με μεγάλη ακρίβεια χωρίς να επηρεάζεται από τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Υλικό σκιάδιου: πλαστικό PA Υλικό ελάσματος στήριξης: Inox Ο αισθητήρας θερμοκρασίας μπορεί εύκολα να βγει ώστε να διακριβωθεί και να επανατοποθετηθεί χαλαρώνοντας τον ειδικό στυπιοθλίπτη (ρακόρ). ΤΕΧΝΙΚΕΣ-ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ-PT100-ΣΚΙΑΔΙΟ-FINAL.doc σελ. 1 από 8
2. Αισθητήρας PTC (Possitive Temperature Coefficient) Οι αισθητήρες έχουν κατασκευασθεί με βάση τις απαιτήσεις του διεθνούς προτύπου ISO 9001:2000 και έχουν τα παρακάτω τεχνικά χαρακτηριστικά: Τύπος: Θερμόμετρο αντιστάσεως PT100, 4 Αγωγών, CLASS A Ακρίβεια μετρήσεων: ±(0.15+0.002x(t)), όπου t θερμοκρασία Διαστάσεις αισθητήρα: Μήκος 50mm, Διάμετρος 6mm Υλικό αισθητήρα: Ανοξείδωτος χάλυβας AISI 316L Μήκος αγωγού: 500mm με μόνωση TEFLON-SILICONE Θερμοκρασία λειτουργίας: -50+180 ο C IP 68 αδιάβροχο Μήκος* καλωδίου σύνδεσης: 3m (4x0.5mm 2, 52.6 mω/m) Αντίσταση Βρόγχου**: 0.31Ω (* Το μήκος του καλωδίου μπορεί να αλλάξει κατόπιν παραγγελίας) Οι αισθητήρες θερμοκρασίας έχουν παραχθεί στην Ελλάδα σύμφωνα με τα ισχύοντα κατασκευαστικά πρότυπα και τεχνικές οδηγίες. Κάθε αισθητήρας έχει ελεγχθεί από το εργαστήριο της Ιστός Ανανεώσιμες στο τριπλό σημείο νερού και στο σημείο βρασμού του νερού προκειμένου να διασφαλιστεί η ακρίβεια μέτρησής τους. Επιπλέον, δειγματοληπτικά, στέλνονται αισθητήρες στο εργαστήριο θερμοκρασιακών δοκιμών της INTRACOM για διακρίβωση. ΤΕΧΝΙΚΕΣ-ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ-PT100-ΣΚΙΑΔΙΟ-FINAL.doc σελ. 2 από 8
Αντίσταση Βρόγχου Μήκος 3m 10m 20m 30m 40m 50m προέκτασης Αντίσταση 0.315 1.052 2.104 3.156 4.208 5.26 Βρόγχου (Ω) Αντίσταση 0.157 0.526 1.052 1.578 2.104 2.63 Καλωδίου (Ω) ** ΠΙΝΑΚΑΣ ΙΙ: Η αντίσταση βρόχου αντιστοιχεί στον κλειστό βρόχο μέτρησης από το καταγραφικό προς τον αισθητήρα και σε συνέχεια από τον αισθητήρα προς το καταγραφικό. Συνιστάται για μετρήσεις με μήκος προέκτασης πάνω από 20m να γίνεται διαφορική μέτρηση της αντιστάσεως του θερμομέτρου και να χρησιμοποιείται ο 2 ος τρόπος συνδεσμολογίας που περιγράφεται στην παράγραφο 4. 3. Συγκριτικές δοκιμές Προστασία από προσπίπτουσα ακτινοβολία Διεξήχθησαν αρκετές δοκιμές στο πεδίο χρησιμοποιώντας παράλληλα ανταγωνιστικά μοντέλα. Παρατηρήθηκε ικανοποιητική λειτουργία του σκιάστρου κατά τις ώρες με την έντονη ηλιοφάνεια. 35 30 Μετρήσεις θερμοκρασίας C0. 25 20 15 10 5 0 2009-04-19 02:50:00 2009-04-20 02:50:00 2009-04-21 02:50:00 2009-04-22 02:50:00 2009-04-23 02:50:00 2009-04-24 02:50:00 2009-04-25 02:50:00 Χρόνος T_istos_Avg T_nrg_Avg T_vector_Avg Inside enclosure 2009-04-26 02:50:00 2009-04-27 02:50:00 2009-04-28 02:50:00 2009-04-29 02:50:00 Διάγραμμα 1: Συγκριτική δοκιμή με άλλους 2 εμπορικούς θερμοκρασιακούς αισθητήρες. ΤΕΧΝΙΚΕΣ-ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ-PT100-ΣΚΙΑΔΙΟ-FINAL.doc σελ. 3 από 8
4. Τρόπος σύνδεσης 4.1. Σύνδεση σε μία αναλογική είσοδο (χωρίς βρόγχο αντιστάθμισης) Ο αισθητήρας θα παίρνει ρεύμα μέσω αντίστασης ακριβείας 350Ω, η οποία θα συνδέεται στην έξοδο 5V και στην αναλογική είσοδο μέτρησης τάσης (V1).Το άσπρο και το πράσινο καλώδιο του αισθητήρα θα ενώνονται μεταξύ τους και θα τοποθετούνται στην είσοδο (V1). Το καφέ και το κίτρινο καλώδιο του αισθητήρα θα ενώνονται μεταξύ τους και θα τοποθετούνται στην γείωση του καταγραφικού (Ground). PT100 350Ω +5V V1 ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Σε καταγραφικό Stylitis επιλέγουμε στην αντίστοιχη αναλογική είσοδο PT100. Σε καταγραφικό της Campbell ενσωματώνουμε το παρακάτω script στο πρόγραμμά μας: Public Tair Public X Units Tair=C EndTable BeginProg Scan (1,Sec,0,0) BrHalf(X,1,Autorange,1,Vx1,1,2500,True,0,250,1.0,0) Tair=(350*X/(1-X)-100)/0.385 CallTable Output NextScan EndProg ΤΕΧΝΙΚΕΣ-ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ-PT100-ΣΚΙΑΔΙΟ-FINAL.doc σελ. 4 από 8
4.2. Σύνδεση σε δύο αναλογικές εισόδους (με βρόγχο αντιστάθμισης & διαφορική μέτρηση τάσεως.) ΜΟΝΟ ΓΙΑ STYLITIS-101, CAMPBELL Ή ΑΛΛΟ ΚΑΤΑΓΡΑΦΙΚΟ ΠΟΥ ΥΠΟΣΤΗΡΙΖΕΙ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΑΣΗΣ. PT100 350Ω +5V V1 V2 Ο αισθητήρας θα παίρνει ρεύμα μέσω αντίστασης ακριβείας 350Ω, η οποία θα συνδέεται στην έξοδο 5V και στην πρώτη αναλογική είσοδο μέτρησης τάσης (V1).Το άσπρο καλώδιο ενώνεται στην (V1) είσοδο και το πράσινο καλώδιο του αισθητήρα ενώνεται στην δεύτερη (V2) είσοδο. Το καφέ και το κίτρινο καλώδιο του αισθητήρα θα ενώνονται μεταξύ τους και θα τοποθετούνται στην γείωση του καταγραφικού (Ground). Ακολουθεί το αντίστοιχο script για καταγραφικό της Campbell: Public Tair Public X Units Tair=C EndTable BeginProg Scan (1,Sec,0,0) BrHalf3W (X,1,Autorange,1,Vx1,1,2500,True,0,_50Hz,1.0,0) Tair=(350*X-100)/0.385 CallTable Output NextScan EndProg Προσοχή! Για καταγραφικό Campbell θα πρέπει οι δύο αναλογικές είσοδοι να είναι διαδοχικές και στο πρόγραμμα δηλώνεται η πρώτη. (Π.χ. αν συνδέουμε το θερμόμετρο στις SE2 και SE3, τότε στο πρόγραμμα δηλώνουμε την 2.) ΤΕΧΝΙΚΕΣ-ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ-PT100-ΣΚΙΑΔΙΟ-FINAL.doc σελ. 5 από 8
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟ ΥΛΙΚΟ ΓΙΑ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ PT-100 PT-100: Αντίσταση εξαρτώμενη από την θερμοκρασία Η διαφορά της ηλεκτρικής αντίστασης των μετάλλων με την θερμοκρασία χρησιμοποιείται συχνά για την μέτρηση της θερμοκρασίας. Εφόσον η ηλεκτρική αντίσταση αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, τότε μιλάμε για τον συντελεστή θετικής θερμοκρασίας ή PTC. Προκειμένου να εφαρμόσουμε αυτή την λειτουργία για την μέτρηση της θερμοκρασίας, η αντίσταση του ηλεκτρικού φορτίου του μετάλλου θα πρέπει να μεταβάλλεται σταδιακά με βάση την θερμοκρασία. Τα χαρακτηριστικά του μετάλλου δεν θα πρέπει να αλλάζουν κατά την διάρκεια της λειτουργία, γιατί αυτό θα οδηγήσει σε λανθασμένα αποτελέσματα. Ο συντελεστής θερμοκρασίας θα πρέπει να είναι ανεξάρτητος όσο γίνεται με την θερμοκρασία, την πίεση και τις χημικές επιδράσεις. Αισθητήρες τυποποιημένης πλατίνας Η πλατίνα εδραιώθηκε ως το υλικό το οποίο έχει σταθερή χημική δομή, σχετικά εύκολη επεξεργασία και καλή αναπαραγωγιμότητα των ηλεκτρικών του ιδιοτήτων. Προκειμένου να διασφαλιστεί η καθολική εναλλαξιμότητα, οι ιδιότητες καθορίζονται στο πρότυπο EN 60751. Αυτό το πρότυπο ορίζει την αντίσταση ηλεκτρικού φορτίου και τις επιτρεπτές ανοχές στις διαφορετικές θερμοκρασίες. Υπάρχουν επίσης και ορισμοί που καλύπτουν την ονομαστική τιμή του αισθητήρα θερμοκρασίας και το εύρος των τιμών της θερμοκρασίας. Ο υπολογισμός διαφοροποιείται μεταξύ των θερμοκρασιών από -200 έως 0 C και από 0 έως 850 C. Το εύρος από -200 έως 0 C καλύπτεται από την συνάρτηση: Το εύρος από 0 έως 850 C καλύπτεται από την συνάρτηση: Χρησιμοποιώντας τις σταθερές: Ο όρος R 0 αναφέρεται ως η ονομαστική τιμή, και ορίζεται ως η αντίσταση στους 0 C. ΤΕΧΝΙΚΕΣ-ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ-PT100-ΣΚΙΑΔΙΟ-FINAL.doc σελ. 6 από 8
Εικ. 1: Pt100 χαρακτηριστικά Σύμφωνα με το EN 60751, η ονομαστική τιμή είναι ίση με 100,000Ω στους 0 C που αντιπροσωπεύει τον αισθητήρα θερμοκρασίας Pt100. Η αλλαγή της αντίστασης στο εύρος της θερμοκρασίας μέχρι τους 100 C είναι περίπου 0.4Ω/ C για τον αισθητήρα θερμοκρασίας Pt100. Επίσης, το πρότυπο καθορίζει ένα μέσο συντελεστή θερμοκρασίας μεταξύ 0 C και 100 C. Αυτός ο συντελεστής ορίζεται ως ο μέσος όρος των αλλαγών της αντίστασης που έχει ως σημείο αναφοράς την ονομαστική τιμή στους 0 C: R 0 και R 100 είναι οι αντιστάσεις σε θερμοκρασίες 0 C και 100 C αντίστοιχα. Μετρώντας την θερμοκρασία μέσα από την αντίσταση. Η αντίσταση χρησιμοποιείται προκειμένου να βρεθεί η αντίστοιχη θερμοκρασία εκείνη τη στιγμή. Ο τύπος παραπάνω δείχνει την αλλαγή της αντίστασης σε σχέση με την θερμοκρασία. Για θερμοκρασίες πάνω από τους 0 C είναι έυκολο να καταλήξεις στον παρακάτω τύπο που συμφωνεί με το EN 60 751: R = μετρούμενη αντίσταση σε Ω t = υπολογισμένη θερμοκρασία σε C R0, A, B = παράμετρος σύμφωνα με το IEC 751 ΤΕΧΝΙΚΕΣ-ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ-PT100-ΣΚΙΑΔΙΟ-FINAL.doc σελ. 7 από 8
Όρια ανοχών Το EN 60 751 ορίζει την ανοχή μεταξύ δύο κλάσεων Α και Β. Στοn αισθητήρα θερμοκρασίας PT 100 αναφερόμαστε στην πρώτη κλάση. t = θερμοκρασία σε βαθμούς C Ο τύπος για τον υπολογισμό της ανοχής ΔR σε Ω σε θερμοκρασία t > 0 C είναι: Για t < 0 C είναι: Η ανοχή κλάσης A ισχύει για θερμοκρασίες μεταξύ -200 και +600 C. Fig. 2: Διακύμανση ανοχής που εξαρτάται από την μετρούμενη θερμοκρασία. ΤΕΧΝΙΚΕΣ-ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ-PT100-ΣΚΙΑΔΙΟ-FINAL.doc σελ. 8 από 8