Как выбрать датчик температуры: 2 критерия

Для обеспечения оптимального микроклимата в доме необходимо получать информацию о температуре в каждой жилой комнате. Для решения этой задачи подходят компактные сенсоры, которые можно устанавливать в наиболее подходящих местах. 

Зачем нужен датчик температуры 

Термодатчик измеряет и передает показания, например, устройству умного дома. Работает в определенном температурном диапазоне, с заданной точностью. Информация от датчика идет по проводу, Wi-Fi или другому беспроводному протоколу, может выводиться на дисплей, входящий в конструкцию устройства. 

При необходимости устанавливают гибридные приборы, которые не только выполняют основную функцию, но и измеряют влажность, задымленность, реагируют на открывание окна, дают сигнал на включение освещения, когда человек входит в помещение. Зачем нужны датчики температуры — в общих чертах разобрались, теперь разложим все по полочкам. 

Интересная статья: Теплый пол — водяной или электрический: сравнение по 9 критериям

Автоматическое регулирование температуры 

При наличии датчиков можно управлять умными розетками, различными устройствами для корректировки температуры в комнате. Типичный сценарий, когда информация поступает на смартфон, пользователь через приложение включает масляный радиатор. Или обогрев стартует автоматически после того, как в помещении становится достаточно холодно. После поступления сигнала о потеплении в комнате, обогреватель выключается. На телефон может приходить уведомление при выходе показателей за пределы комфортного диапазона. 

При выборе датчика учитывают место монтажа. Если он будет установлен на улице или в стяжке теплого пола — должна быть защита от внешних воздействий. Уличный монтаж производят, когда хотят, чтобы котел отопления заблаговременно реагировал на резкие скачки температуры, не проседали градусы в комнатах. 

Энергосбережение 

За обогрев частного дома отвечает система индивидуального отопления, многие квартиры тоже не подключены к централизованной подаче тепла. Собственный котел обеспечивает комфортный микроклимат, дает возможность экономить теплоноситель. В зависимости от типа оборудования, при обогреве активно расходуется газ или электроэнергия. В обоих случаях зимой приходится тратить на коммуналку значительные средства из семейного бюджета. 

После выбора датчиков температуры можно экономить следующими способами:

• Автоматически регулировать подачу тепла в зависимости от распорядка, времени суток.
• Оптимизировать управление котлом.
• При конвекторном отоплении выставлять в каждой комнате свою температуру: в спальне больше, на кухне — меньше и т.д. При двухтрубной системе используют радиаторные термоголовки. 

Интеграция с другими системами и приборами 

По части интеграции датчика с другими устройствами стоит упомянуть:

1. Термостат. Прибор умеет не только измерять температуру, но и давать команды другим устройствам в соответствии с полученными показаниями. В продвинутых моделях предусмотрена возможность программирования по часам, дням недели.
2. Термоголовка устанавливается на радиатор отопления. Отслеживает температуру в комнате и регулирует количество теплоносителя: прикручивает батарею или дает больше ходу горячей воде.
3. Кухонная техника. Холодильникам, микроволновкам, кофемашинам и другим приборам необходимо знать уровень нагрева или охлаждения.
4. Климатическая техника: котлы, кондиционеры, обогреватели, теплый пол.
5. Бытовая техника и электроника. Утюги, компьютеры, ноутбуки и т.д. Здесь термодатчики нужны для предотвращения перегрева. 

Анализируем: Дизельный или бензиновый генератор: сравнение по 7 критериям

Типы термодатчиков 

Для измерения температуры жидкостей, воздуха и твердых тел придумано множество разнотипных устройств. Несмотря на разнообразие технологий, каждый может разобраться, какой термодатчик лучше подойдет в конкретной ситуации. Для этого нужно знать основные принципы измерения и характеристики, на которые стоит ориентироваться. Ниже кратко рассмотрены наиболее актуальные разновидности датчиков для автоматического измерения.  

Термометры сопротивления 

Технология основана на изменении электрического сопротивления у металлов при перепадах температуры. В термосопротивлениях используют платину, медь или никель. Для бытовых приборов подходит медь, поскольку она дешевая, позволяет работать в диапазоне от -50 до 200 °С.

Термосопротивления используют для работы с твердыми телами, газами и жидкостями. Классификация видов температурных датчиков по способу монтажа включает вставные, ввинчивающиеся, байонетные и прочие разновидности. Термометры сопротивления производят для климатической техники и холодильного оборудования.

Термосопротивления бывают проволочными и пленочными. Сенсоры, изготовленные путем напыления металла на подложку, более компактные: могут иметь габариты 1,2х1,6 мм.

Терморезисторы 

Резисторы работают примерно по тому же принципу, что и термометры сопротивления. Ключевые отличия в следующем:

1. На изменение температурного режима реагируют не металлы, а их оксиды, обладающие полупроводниковыми свойствами.
2. Зависимость между температурой и электрическим сопротивлением нелинейная. Терморезисторы делятся на NTС- и PTС-термисторы. В первом случае при нагреве сопротивление падает, во втором — растет.

Медно-марганцевые терморезисторы работают в диапазоне от -90 до 180 °С. По способу подключения резисторы делятся на следующие разновидности: с резьбовыми креплениями, дисковые, с контактами под отверстия на плате, для поверхностного монтажа на плату. Без терморезисторов не обходится работа смартфонов, компьютеров и прочей электроники.

Термопары 

Рабочая часть датчика включает две проволоки из разных материалов. Одни концы электродов спаяны между собой, другие — нет. При нагревании спаянного участка, в силу разности свойств материалов, возникает слабый электрический ток, параметры которого зависят от температуры.

Электроды делают из различных сплавов. Состав можно определить по букве в маркировке: J, E, T, K, S и т.д. Наиболее востребованы К-термопары, сделанные из сплавов на основе никеля: хромеля и алюмеля. Они способны работать при 1000 °С и выше.

Термопары используют в газовом оборудовании: плитах, котлах и т.п. С их помощью обеспечивают безопасную эксплуатацию техники. Если газ в горелке котла задует сквозняком или обратной тягой, нагрев прекратится, датчик отреагирует и даст сигнал на перекрытие подачи топлива.

Полупроводниковые датчики 

В этом случае изменение температуры фиксируют, опираясь на свойства p-n перехода. Область соприкосновения полупроводников разной проводимости реагирует на нагрев и охлаждение. Полупроводниковые датчики работают в диапазоне от -50 до 150 °С. В плане схемотехники повторяют терморезисторы, делятся на цифровые и аналоговые, встречаются в микроконтроллерах и микропроцессорах.

Как выбрать подходящий датчик температуры? Стоит учесть следующие факторы:

• Возможность взаимодействия со средой, подлежащей измерению.
• Диапазон измерений. Если подходит несколько вариантов, стоит присмотреть к тем, у которых измеряемые температуры ближе к середине диапазона.
• Точность измерений. Самые точные — термометры сопротивления, затем идут полупроводниковые термодатчики.
• Способ монтажа, технология передачи сигнала, размеры.
• Страна изготовления, авторитет производителя. 

Как выбрать датчики для умного дома 

Для обеспечения максимального комфорта в доме и безопасности устанавливают около 10 различных сенсоров, которые реагируют на изменение микроклимата, аварийные ситуации, проникновение в помещение и прочее. Для обеспечения совместимости желательно покупать сразу полный комплект оборудования после консультации со специалистом. Что касается термодатчиков, в характеристиках смотрят на диапазон измерений и погрешность. 

Стоит знать: Чем отличается инверторный генератор от обычного — сравнение по 7 критериям

Диапазон измерений 

При выборе датчиков обращают внимание на минимальную и максимальную рабочую температуру. Сенсоры обычно устанавливают в жилых помещениях, которые при отсутствии кондиционирования летом могут прогреваться до 30 °С и выше. Производители обеспечивают работу термодатчиков в жару с запасом — до 50-60 °С, а большего для умного дома и не требуется.

На минимальный показатель обращают внимание, когда планируют устанавливать датчик на улице. Для неотапливаемого помещения подходящее значение на уровне -10 °С. На дачах программируют масляные радиаторы и другие подобные отопительные приборы на включение при 5-10 °С. Когда зимой поддерживается плюсовая температура, проще довести градусы до комфортных.

Достойный рейтинг: ТОП 10 обогревателей для квартиры

Точность измерений 

Если производитель в характеристике указывает больше 1 °С, стоит отказаться от покупки. Приемлемый показатель для умного дома: от 0,1 до 1 °С. Чем меньше — тем лучше, точность зависит от типа датчика температуры.

Высокоточные термодатчики эффективнее в плане обеспечения комфорта и экономии электроэнергии. Если выставите 20 °С, то именно при такой температуре включится нагреватель, не меньше. Котел сбавит обороты при 21 °С, не больше.

На комфорт сильно влияет расположение термодатчика. Продвинутая климатическая техника сама умеет измерять градусы и корректировать режим работы, но показания ее сенсоров зависят от высоты монтажа. 

Кондиционеры устанавливают ближе к потолку, конвекторы — возле пола. Разница температур внизу и вверху комнаты при отсутствии обогрева напольного покрытия может достигать 10 °С. 

Датчики тем хороши, что их можно устанавливать на оптимальной высоте — на уровне постели или рабочего места домашнего офиса. Они дают возможность комфортно работать и отдыхать.

В заключение примеры термодатчиков разных производителей:

	TP-Link Tapo T315	Shelly H&T	Tuya Smart	Aqara Sensor
Наличие дисплея	+	–	–	–
Рабочий диапазон, °С	-20 – 60	-40 – 60	-10 – 55	-20 – 60
Точность измерения, °С	0,3	1	0,5	0,3
Потребность в хабе	+	–	+	+

Все эти термодатчики беспроводные, измеряют не только температуру, но и влажность. Второй показатель актуален при использовании увлажнителя воздуха. Цены в районе 1000 грн за сенсор. Для синхронизации датчиков со смартфоном используют Bluetooth.

Познавательная статья: Увлажнитель воздуха — польза и вред по 7 критериям