ЖУРНАЛ СТА №4/2025

ройства и снижает точность показа- ний. Для предотвращения этого эффек- та модули преобразователей сигналов серии SCM5B34 и SCM5B35 оснащены током возбуждения всего 0,25 мА. Кон- фигурация подключения RTD зависит от конкретных требований проекта: со- отношения затрат и необходимой точ- ности. Стандартные схемы включают двух-, трёх- и четырёхпроводное соеди- нение (рис. 6). Двухпроводная схема применяется там, где длина соедини- тельных линий невелика, а погреш- ность менее критична, чем экономия средств. Из-за наличия паразитного со- противления в проводниках возни- кают ошибки измерения, обусловлен- ные изменением сопротивления про- водов при изменении температуры окружающей среды. Самый надёжный метод подключе- ния предусматривает подачу питания на RTD двумя отдельными линиями и измерение выходного напряжения на отдельной паре высокочувствитель- ных выводов. Данная методика пред- ставлена модулем SCM5B35/8B35 и иде- ально подходит для лабораторий и про- чих приложений, требующих макси- мальной точности. Промежуточным вариантом служит трёхпроводная схе- ма, сочетающая приемлемый баланс цены и качества измерений. Этот ре- жим широко востребован в производ- ственной среде, обеспечивая достаточ- ную точность и разумную стоимость монтажа. Равномерность тока достига- ется использованием симметричных источников питания модуля SCM5B34 и специальной разводки проводов, поз- воляющей компенсировать разницу потенциалов. Один из ключевых факторов огра- ничения применения RTD – незначи- тельная нелинейность характеристики их сопротивления с ростом температу- ры. Например, датчик PT100 демон- стрирует ошибку около 2% в диапазоне от 0 до 450°C. Тем не менее эта пробле- ма легко решается применением спе- циальных модулей коррекции, таких как серия SCM5B, обеспечивающих кор- рекцию нелинейности на уровне по- рядка 0,015%. Именно сочетание высо- ких показателей точности, стабильно- сти и взаимозаменяемости сделало тер- мометры сопротивления предпочти- тельными приборами для большин- ства высокоточных технологических процессов. Термисторы представляют собой до- ступные и эффективные сенсоры, ха- рактеризующиеся высокими измене- ниями сопротивления при минималь- ных колебаниях температуры (около 4…6% на градус Цельсия). Так, стан- дартный термистор способен демон- стрировать сопротивление 30 кОм при комнатной температуре (25°C), снижа- ясь до 2,5 кОм при нагревании до 85°C. Благодаря таким существенным изме- нениям сопротивления влияние длины соединительных проводов становится несущественным фактором ошибок, позволяя отказаться от сложных схем подключения, таких как трёх- и четы- рёхпроводные конфигурации, исполь- зуемые для термометров сопротивле- ния (RTD). Исторически термисторы от- личались низкой степенью взаимоза- меняемости. После калибровки прибо- ра для конкретного термистора замена на новый элемент требовала значи- тельной перенастройки оборудования. Даже внутри одной партии датчики могли существенно отличаться по со- отношению температура/сопротивле- ние. Современные бюджетные модели продолжают сохранять этот недоста- ток, тогда как ведущие производители предлагают термисторы с заметно улучшенными показателями взаимо- заменяемости. Несмотря на улучше- ние, существуют ограничения: взаимо- заменяемость гарантируется лишь в ограниченных участках полного ра- бочего диапазона, обычно охватывая интервал от 50°C до 100°C. Производи- тели способны обеспечивать точность взаимозаменяемости вплоть до ±0,1°C, но лишь в определённых интервалах, таких как от 0°C до 70°C или от 120°C до 180°C. Полный рабочий диапазон тер- мисторов находится в пределах от −100°C до +450°C, что сужает область их применения в ряде промышленных за- дач, одновременно делая их оптималь- ным выбором для точного и экономич- ного контроля температуры в задан- ных рамках. Одной из особенностей термисторов является их ярко выраженная нели- нейность. График на рис. 7, иллюстри- рующий зависимость сопротивления от температуры, ясно отражает харак- терные особенности поведения терми- стора. Впрочем, термисторы могут встраиваться в специальные резистор- ные цепи (рис. 8), которые демонстри- руют значительную линейность в ра- бочей области. На рис. 9 приведена диа- грамма, отображающая характеристи- ку простой резисторной цепи с терми- стором, обладающую достаточно ли- нейным поведением в узком рабочем диапазоне. Следует отметить, что сопротивле- ние подобной схемы приближается к уровню сопротивления стандартных платиновых датчиков температуры (RTD), следовательно, для достижения максимальной точности могут понадо- биться трёх- или четырёхпроводные подключения, аналогичные применяе- мым для RTD-датчиков. Главное преимущество термисторов заключается в их компактных разме- рах, что способствует исключительно быстрому реагированию на изменения температуры – некоторые модели спо- собны регистрировать колебания за считаные миллисекунды. Вместе с тем малая масса создаёт проблему теплово- го самовоздействия: протекание боль- СТА 4/2025 48 www.cta.ru ОБ ЗОРЫ Температура, °С 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 25 50 75 100 Сопротивление kΩ 3200Ω 6250Ω Термистор Термистор Температура, °С 0 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 50 100 kΩ Рис. 7. Типичная характеристика термистора Рис. 8. Линейная термисторная сеть Рис. 9. Характеристики термисторной сети