溫度監控的I/O解決方案

選擇和采購溫度傳感器                                                        

監測溫度和采集數據的傳感器種類繁多。從單一房間的溫度監測到復雜的批次過程控制應用都依賴精準的溫度獲取。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系，它讀數精確（一般小數點后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間里與溫度成線性關系。但是由于鉑價格昂貴且當溫度超過660°C時不能適用,因為在這范圍以外鉑的惰性會失效導致讀數不準。RTD需要一個小功率激勵源才能進行操作，且RTD應用性很強，在較大范圍內它偵測溫度非常準確漂移很小。

熱電偶是由雙金屬導體制備，受熱時產生的電壓與溫度成比例.同RTD一樣，熱電偶常用于工業設置里。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，工業應用偏少，在-50~100°C范圍內溫度測量較準確，例如在HVAC，制冷機和室內溫度監控等應用上。

熱敏電阻工作原理是由電阻調節獲得不同溫度。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不準。除此，電熱調節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勢。熱敏電阻適應于大容量的溫度監測，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測設備中最新前沿的儀器。紅外輻射通過監測物體的電磁輻射（也叫做熱攝影或高溫測量）來對其進行遠程溫度測定，紅外監測對快速移動的物體或難以測得高溫易變化的環境有很好的效果紅外廣泛應用在制造流程中，如對金屬、玻璃、水泥、陶瓷半導體、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、設備對環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。熱電偶的應用通常都有嚴格的布線要求。每種熱電偶有其匹配的線，和它的材料組成相搭配。這種專業線價格昂貴，所以在熱電偶應用時，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測設備---RTD，熱電偶，ICTD，熱敏電阻，紅外監測提供解決方案。方案包括一套完整的多通道模擬輸入模塊，能與以上設備連接用于遠程監控和數據采集。

更值得注意的是，Opto 22的I/O模塊有多種構造，從雙通道到八通道一應俱全。八通道的模塊是需要多通道溫度采集的最佳經濟選擇。應用包括水處理、制冷系統、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應用而設計的，能從標準ICTD中獲得八通道模擬溫度輸入。適用于HVAC和制冷業的機器制造商和系統集成商。

類似的，Opto 22的SNAP-AITM-8也為多種標準類型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、工業爐、換熱器及相關需要熱控制設備進行溫度監控、數據采集的理想工具。該模塊能有效幫助機器制造商節省空間，例如避免了成型機和試驗臺的開發。

Opto 22為RTD設計的解決方案包括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。對于電熱調節器，四通道的SNAP-AIR40K-4能提供0–40 K ohms的誤差范圍。而基于Opto 22系統與紅外監測連接，其細微差別在于連接是通過串口模塊或是通過標準的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，轉換現場模擬信號至數字信號，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，它實現了Opto 22 I/O系統高效的溫度監控。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，無需額外編程。

在溫度監控這一應用上，SNAP PAC I/O智能處理器有以下特點：

l      將計量單位轉換成溫度

l      提供冷端補償計算

l      執行熱電偶線性化

Opto 22的I/O智能處理器和I/O模塊與各類型傳感器協同工作獲得準確的溫度數據，應用于多方面。

更多關于溫度傳感器技術的信息，請查閱Control Engineering online上的《Challenges of Temperature Sensing》一文，網址www.controleng.com/article/CA6620283.html

關于Opto 22

Opto 22研發并制造可靠，靈活，易于使用的軟硬件產品用于工業自動化，遠程監控及數據采集應用。Opto 22 產品使用商業化標準網絡及計算機技術，其簡便實用、技術創新、質量保證、可靠耐用已在全世界范圍內建立了極高的聲譽。我們的產品適用于終端用戶、原始設備制造商、IT從業人員等。公司創建于1974年，位于美國加州的Temecula。Opto 22產品在世界范圍內通過分銷商，合作伙伴或系統集成商銷售。更多信息，請聯系

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