溫度監(jiān)控的I/O解決方案

選擇和采購溫度傳感器                                                        

監(jiān)測溫度和采集數(shù)據(jù)的傳感器種類繁多。從單一房間的溫度監(jiān)測到復(fù)雜的批次過程控制應(yīng)用都依賴精準(zhǔn)的溫度獲取。電阻溫度計（RTD），熱電偶，積體電路溫度計（ICTD）,熱敏電阻，紅外線傳感器是用于以上目的的主要傳感器類型。

RTD決定于材料電阻和溫度的關(guān)系，它讀數(shù)精確（一般小數(shù)點后2-3位），具有多種封裝形式。他們一般由鎳，銅及其他金屬制造，但是較早前，RTD是由鉑制造的，很大程度上因為鉑的電阻在較寬的溫度區(qū)間里與溫度成線性關(guān)系。但是由于鉑價格昂貴且當(dāng)溫度超過660°C時不能適用,因為在這范圍以外鉑的惰性會失效導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)。RTD需要一個小功率激勵源才能進行操作，且RTD應(yīng)用性很強，在較大范圍內(nèi)它偵測溫度非常準(zhǔn)確漂移很小。

熱電偶是由雙金屬導(dǎo)體制備，受熱時產(chǎn)生的電壓與溫度成比例.同RTD一樣，熱電偶常用于工業(yè)設(shè)置里。其種類豐富（B,J,K,R,T等），提供不同的溫度敏感范圍。熱電偶讀數(shù)沒有RTD那么精確，有時可能高達一度之差。熱電偶和RTD一樣本身及其脆弱，使用時它通常附有一根耐用探針。一般熱電偶價格不貴，但若裝了特殊外殼或裝置，其價格將大大上升。因為熱電偶種類繁多測溫范圍很大，最高可達1800°C，能用在高溫條件下（但值得注意的是，高溫使用一般需要特殊外殼、包裝或絕熱材料）。

ICTD是常見的通用溫度傳感器，其價格不貴，類似2線晶體管裝置，工作電壓在5-30V之間，由此產(chǎn)生的電流與溫度成線性比例。也和RTD一樣，ICTD低噪音，但比RTD更易使用，因為其無需電阻測量電路。ICTD的特點在于其簡易，工業(yè)應(yīng)用偏少，在-50~100°C范圍內(nèi)溫度測量較準(zhǔn)確，例如在HVAC，制冷機和室內(nèi)溫度監(jiān)控等應(yīng)用上。

熱敏電阻工作原理是由電阻調(diào)節(jié)獲得不同溫度。這樣看來熱敏電阻和RTD的工作原理類似，差別在于前者使用2線互連，對溫度更加敏感，但是一定程度上讀數(shù)不準(zhǔn)。除此，電熱調(diào)節(jié)器所用材料通常是陶瓷或聚合物（而RTD使用純金屬），這樣使其具有價格上的優(yōu)勢。熱敏電阻適應(yīng)于大容量的溫度監(jiān)測，范圍在-40~200°C，并且允許一定量的漂移的場合。

紅外傳感器代表了溫度監(jiān)測設(shè)備中最新前沿的儀器。紅外輻射通過監(jiān)測物體的電磁輻射（也叫做熱攝影或高溫測量）來對其進行遠程溫度測定，紅外監(jiān)測對快速移動的物體或難以測得高溫易變化的環(huán)境有很好的效果紅外廣泛應(yīng)用在制造流程中，如對金屬、玻璃、水泥、陶瓷半導(dǎo)體、塑料、紙品、織物及涂層的溫度。

重要提示：在決定使用哪種測溫器件時，需著重考慮的是價格、溫度測量所需達到的精度、設(shè)備對環(huán)境的適用性以及布線。例如：對ICTD來說，一般雙絞電纜，最簡單的布線方案就能使它正常工作，幾千米的布線也不會造成信號損失。；而相比較RTD，則需要3或4線制。對于RTD，線的規(guī)格也同樣重要。直徑必須相配，接合無誤，即使在最佳的條件下，也易受噪音的影響，尤其在線過長的情況下。熱電偶的應(yīng)用通常都有嚴(yán)格的布線要求。每種熱電偶有其匹配的線，和它的材料組成相搭配。這種專業(yè)線價格昂貴，所以在熱電偶應(yīng)用時，以短程布線為多。

Opto 22 的解決方案

SNAP輸入模塊

Opto 22的特點在于能為所有類型溫度監(jiān)測設(shè)備---RTD，熱電偶，ICTD，熱敏電阻，紅外監(jiān)測提供解決方案。方案包括一套完整的多通道模擬輸入模塊，能與以上設(shè)備連接用于遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。

更值得注意的是，Opto 22的I/O模塊有多種構(gòu)造，從雙通道到八通道一應(yīng)俱全。八通道的模塊是需要多通道溫度采集的最佳經(jīng)濟選擇。應(yīng)用包括水處理、制冷系統(tǒng)、殺菌、巴氏消毒及焊接等。

Opto 22的SNAP AICTD-8模塊是特別為能源管理相關(guān)應(yīng)用而設(shè)計的，能從標(biāo)準(zhǔn)ICTD中獲得八通道模擬溫度輸入。適用于HVAC和制冷業(yè)的機器制造商和系統(tǒng)集成商。

類似的，Opto 22的SNAP-AITM-8也為多種標(biāo)準(zhǔn)類型B、C、D、G、E、J、K、N、R、S、T等熱電偶提供八通道的溫度輸入。這個模塊能接受多達八個獨立熱電偶探頭，是對高壓釜、工業(yè)爐、換熱器及相關(guān)需要熱控制設(shè)備進行溫度監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集的理想工具。該模塊能有效幫助機器制造商節(jié)省空間，例如避免了成型機和試驗臺的開發(fā)。

Opto 22為RTD設(shè)計的解決方案包括SNAP-AIRTD模塊，它提供模擬溫度輸入雙通道，能生成從-20~850°的溫度范圍。對于電熱調(diào)節(jié)器，四通道的SNAP-AIR40K-4能提供0–40 K ohms的誤差范圍。而基于Opto 22系統(tǒng)與紅外監(jiān)測連接，其細微差別在于連接是通過串口模塊或是通過標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA輸入模塊。

SNAP PAC智能處理器

SNAP溫度輸入模塊直接連接溫度傳感器，轉(zhuǎn)換現(xiàn)場模擬信號至數(shù)字信號，然后傳送給同一底板上的SNAP PAC I/O智能處理器。

SNAP PAC Brain是一個智能I/O處理和通訊裝置，它實現(xiàn)了Opto 22 I/O系統(tǒng)高效的溫度監(jiān)控。I/O運行時智能處理器自動進行多種運算，但需獲取控制器的處理信息。（一個例外，由于市面上的電敏電阻種類太多，熱敏電阻的溫度計算需要控制器本身的邏輯能力。）此外，基本的溫度計算功能已包含在智能處理器內(nèi)，無需額外編程。

在溫度監(jiān)控這一應(yīng)用上，SNAP PAC I/O智能處理器有以下特點：

l      將計量單位轉(zhuǎn)換成溫度

l      提供冷端補償計算

l      執(zhí)行熱電偶線性化

Opto 22的I/O智能處理器和I/O模塊與各類型傳感器協(xié)同工作獲得準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)，應(yīng)用于多方面。

更多關(guān)于溫度傳感器技術(shù)的信息，請查閱Control Engineering online上的《Challenges of Temperature Sensing》一文，網(wǎng)址www.controleng.com/article/CA6620283.html

關(guān)于Opto 22

Opto 22研發(fā)并制造可靠，靈活，易于使用的軟硬件產(chǎn)品用于工業(yè)自動化，遠程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。Opto 22 產(chǎn)品使用商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)及計算機技術(shù)，其簡便實用、技術(shù)創(chuàng)新、質(zhì)量保證、可靠耐用已在全世界范圍內(nèi)建立了極高的聲譽。我們的產(chǎn)品適用于終端用戶、原始設(shè)備制造商、IT從業(yè)人員等。公司創(chuàng)建于1974年，位于美國加州的Temecula。Opto 22產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)通過分銷商，合作伙伴或系統(tǒng)集成商銷售。更多信息，請聯(lián)系

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