ЖУРНАЛ СТА №4/2025

влияния так называемого «холодного спая». Точность показаний термопар определяется составом и чистотой при- меняемых материалов, а также техно- логией производства. Как правило, мак- симальная погрешность термопары со- ставляет порядка 0,5…1% относительно общего диапазона температурных из- мерений. Это означает, что для опреде- лённых видов термопар отклонения могут достигать значений вплоть до ±2°C. Помимо прочего, использование термопар почти всегда требует допол- нительного оборудования для усиления сигнала и реализации метода компен- сации температуры холодного спая. Необходимо подчеркнуть важный аспект функционирования термопар: они фиксируют именно разность тем- ператур между двумя своими концами (спаями). Нас интересует значение тем- пературы непосредственно на измери- тельном конце, тогда как второй конец (называемый опорным спаем) удержи- вается при определённой эталонной температуре (чаще всего это 0°С), либо данная ситуация воспроизводится ис- кусственно с использованием элек- тронных схем. Физически поддержи- вать постоянную температуру опорно- го спая крайне сложно и неудобно в производственных условиях, поэтому применяется иной подход: провода тер- мопары подводятся к специальному устройству – усилителю, подключают- ся к специальной клеммной коробке, называемой изоблоком (или изотерми- ческим соединением). Благодаря хоро- шей теплопроводности материала тер- мопары обеспечивается равномер- ность температуры контактов. Совре- менные модули серии SCM5B приме- няют метод измерения падения напря- жения на кремниевом диоде для точ- ного воспроизведения условий поддер- жания опорного спая при температуре ледяной ванны (0°С). Данный процесс носит название компенсации холодно- го спая, а соответствующая электрони- ка именуется компенсатором холодно- го спая (КХС). Несмотря на кажущуюся сложность этой технологии, реализация элек- тронной компенсации достаточно про- ста и широко распространена. Пред- ставленная на рис. 5 блок-схема на- глядно демонстрирует принцип дей- ствия системы КХС. Такая система обес- печивает повышение точности прибо- ров примерно в два-три раза по сравне- нию с точностью самой термопары. Та- ким образом, современные высокоточ- ные устройства способны давать на- дёжные показания температуры даже при значительных изменениях темпе- ратуры окружающей среды, характер- ных для промышленного сектора. Термометры сопротивления (RTD) от- носятся к числу наиболее надёжных и точных устройств для измерения тем- пературы, используемых в промыш- ленности. RTD представляют собой пре- цизионные резисторы с чёткой зависи- мостью изменения сопротивления от температуры. Классификация RTD осу- ществляется по материалу изготовле- ния и характеру изменения сопротив- ления с температурой (коэффициент α). Наибольшее распространение получи- ли медные, никелевые и платиновые датчики, причём именно платиновые RTD стали стандартом де-факто для со- временных промышленных решений благодаря своей исключительной точ- ности, широкому рабочему диапазону и химической устойчивости даже в жё- стких эксплуатационных условиях. Наиболее популярной среди RTD яв- ляется кривая PT100, демонстрирую- щая сопротивление 100 Ом при темпе- ратуре замерзания воды. Эта кривая со- ответствует европейским стандартам и поддержана Международной электро- технической комиссией (IEC). Появив- шиеся позже PT200, PT500 и PT1000 со- храняют пропорциональность с PT100: например, датчик PT500 при одинако- вой температуре покажет пятикратное увеличение сопротивления относи- тельно PT100. Высокое номинальное со- противление позволяет уменьшить массу чувствительного элемента и со- кратить расходы материалов, однако при работе с миниатюрными датчика- ми важно контролировать уровень то- ка возбуждения, поскольку чрезмер- ный ток вызывает саморазогрев уст- СТА 4/2025 47 www.cta.ru ОБ ЗОРЫ ТС ISO-блок CJC S C M5B47 Рис. 5. Компенсация холодного спая Изолирующий барьер RD EN\ V вых –V –V –V –V +In +In +In –In –EXC +EXC –In –In Клеммная колодка Клеммная колодка Клеммная колодка 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 –V R z R z RTD RTD RTD Усилитель с изопрерыва- телем Усилитель с изопрерыва- телем Усилитель с изопрерыва- телем Подавление и защита от пере- напряжений Подавление и защита от пере- напряжений Подавление и защита от пере- напряжений ФильтрНЧ ФильтрНЧ Линеаризатор Общий ввод/вывод Изолирующий барьер Изолирующий барьер RD EN\ V вых ФильтрНЧ ФильтрНЧ ФильтрНЧ ФильтрНЧ Линеаризатор Линеаризатор Общий ввод/вывод RD EN\ V вых Общий ввод/вывод а b с Рис. 6. Конфигурации подключения: а) двухпроводное (модули SCM5B34/8B34), b) четырёхпроводное (модули SCM5B35/8B35), c) трёхпроводное (модули SCM5B34/8B34)