Автоматизированные системы управления микроклиматом в грибоводстве

Подключение датчиков температуры

При использовании термометров сопротивления для измерения температуры внести дополнительную погрешность могут и провода подключения датчиков, так как провода также имеют свое собственное сопротивление, которое зависит от температуры окружающей среды.

Термометры сопротивления подключаются по двухпроводной и по трехпроводной схеме.

Термометры сопротивления подключаются медными проводами, т.к. медные провода имеют низкое удельное сопротивление.

image

При двухпроводной схеме подключения сопротивление датчика температуры и сопротивление проводов складываются, что вносит погрешность в результат измерения:

Rизм= Rt+r1+r2,

где:

Rизм - измеренное сопротивление;

Rt - сопротивление датчика;
r1, r2 - сопротивления проводов подключения.

Сопротивление проводов подключения датчиков зависит от температуры, окружающей среды, поэтому эта погрешность зависит от температуры.

Поэтому двухпроводную схему подключения используют только при небольшой длине проводов, в тех случаях, когда сопротивление проводов намного меньше погрешности измерительного преобразователя.

При удалении датчика на большие расстояния следует применять трехпроводную схему подключения. Все три провода должны быть выполнены из одного и того же медного кабеля с одинаковым сечением и длиной. Максимальная длина проводов не должна превышать 150 м.

image

При трехпроводной схеме подключения измерительный преобразователь по очереди измеряет сопротивление цепи «датчик+ провода подключения» (Rt+r2+r3) и цепи «провода подключения» (r1+r2), вычисляет разность этих значений и получает точное значение сопротивления датчика.

Иногда грибоводы стараются сэкономить на стоимости проводов подключения и подключают датчики двумя проводами, даже если оборудование поддерживает трехпроводную схему подключения. Рассмотрим на примере, к чему это может привести.

Предположим, датчик температуры расположен в центре камеры выращивания, длина провода подключения составляет 20 м, удельное сопротивление провода 0,1 Ом/м, относительное изменение сопротивления меди равно примерно 0,004/°С. Сопротивление проводов подключения будет равно r1+r2 = 20*0,1+20*0,1 = 4,0 Ом при 20 °С; 3,92 Ом при 15 °С; 4,08 Ом при 25 °С. Это приведет к погрешности, вносимой проводами: 10,0 °С при 20 °С; 9,8 °С при 15 °С; 10,2 °С  при 25 °С.

Как правило, приборы позволяют ввести коррекцию показаний датчика температуры, в наших приборах это называется «смещение характеристики преобразования». В вышеизложенном случае при использовании двухпроводной схемы подключения следует ввести в прибор коррекцию показаний датчика на 10 °С, но погрешность, вызванная температурными изменениями сопротивления проводов подключения, останется и составит 0,2 °С.

Мы рассмотрели случай, когда провода в основном проходят внутри камеры выращивания, где диапазон изменения температур небольшой. Если же часть проводов проходит по коридору, в котором температуры не регулируется, погрешность из-за двухпроводной схемы подключения будет еще выше.

В камерах инкубации диапазон поддерживаемых температур намного ниже - от 25 до 30 °С. Поэтому для экономии провода внутри камеры инкубации допустимо проложить двухпроводную линию, а после выхода из камеры инкубации и до прибора - трехпроводную линию.

Все приборы, изготавливаемые нашим предприятием для грибоводства, позволяют выполнять преобразование сопротивления в температуру с погрешностью не больше 0,1 °С. Это позволяет после окончания монтажа системы ввести в прибор поправки, компенсирующие как погрешность датчика, так и погрешность, вносимую проводами подключения.

Для этого после окончания прокладки кабелей подключения датчиков следует выполнить сравнение показаний прибора по каждому каналу с показанием образцового термометра (см. "Проверка правильности показаний датчиков температуры”). Полученные поправки нужно ввести в прибор и убедиться, что отклонение показаний датчиков от показаний образцового термометра не превышает 0,1°С.