Подключение датчика температуры: Pt100 по 2-, 3- и 4-проводной схеме, термопары K, J, N, выход 4–20 мА

Промышленные датчики температуры бывают двух типов: термометры сопротивления (Pt100, Pt1000 — сопротивление платины растёт с температурой) и термопары (на спае двух разных металлов возникает напряжение). У них разные схемы подключения и разные ошибки. Ниже — порядок подключения по официальной документации WIKA: даташит термометра сопротивления TR10-H (TE 60.08) и руководство по эксплуатации термометров сопротивления и термопар TRxx/TCxx. Обозначения и цвета проводов там даны по международным стандартам IEC 60751 и IEC 60584, поэтому схема подходит и для датчиков других производителей с такой же маркировкой.

Pt100: 2-, 3- или 4-проводная схема

Сопротивление Pt100 при 0 °C — 100 Ом и меняется всего примерно на 0,4 Ом на градус. Поэтому сопротивление самих проводов (доли ома и больше) напрямую влияет на результат — схемы подключения отличаются тем, как это влияние убирается.

Если в датчике два чувствительных элемента (2×Pt100), второй имеет провода чёрный и жёлтый: по 2-проводной схеме — красный/белый и чёрный/жёлтый, по 3-проводной — красный/красный/белый и чёрный/чёрный/жёлтый, по 4-проводной — красный/красный/белый/белый и чёрный/чёрный/жёлтый/жёлтый. Pt1000 подключается так же, как Pt100.

Какая длина кабеля допустима при 3-проводной схеме

По руководству WIKA ориентиры такие: для класса B — около 30 м, для класса A — около 10 м, для класса AA — около 3 м. Если линия длиннее, рекомендуется 4-проводная схема или преобразователь 4–20 мА прямо в головке датчика.

Классы точности Pt100

Например, у класса B при 100 °C допуск ±0,8 °C, у класса A — ±0,35 °C. Измерительный ток для Pt100 — 0,1…1,0 мА: прибор должен работать с таким током, иначе датчик сам себя нагреет.

Термопары: полярность и цвета

Термопару подключают с соблюдением полярности: «плюс» датчика — на «плюс» прибора. По IEC 60584 «минус» у всех основных типов белый, «плюс» — по цвету типа:

• От термопары до прибора нужен компенсационный или удлинительный кабель того же типа, что и термопара. Обычный медный кабель или кабель другого типа даёт ошибку измерения.
• Двойная термопара — два независимых спая в одном датчике, у каждого своя пара проводов и маркировка полюсов.
• Спай бывает изолированным от оболочки (стандарт) и заземлённым (приварен к оболочке). С заземлённым спаем руководство рекомендует преобразователь с гальванической развязкой.

Преобразователь 4–20 мА в головке датчика

Если до контроллера далеко или в линии много помех, в головку датчика ставят измерительный преобразователь: он подключается к Pt100 по 2-, 3- или 4-проводной схеме, а наружу выдаёт токовый сигнал 4…20 мА, который не боится сопротивления длинной линии. В даташите TR10-H упомянуты преобразователи WIKA T15, T32 (с протоколом HART) и T91.20. Погрешность датчика и преобразователя складываются. Схему питания токовой петли и допустимое сопротивление нагрузки смотрите в даташите конкретного преобразователя.

Монтаж и помехи

• Используйте экранированный кабель и прокладывайте его подальше от двигателей и силовых кабелей.
• Контуры заземления (несколько точек заземления) убираются преобразователем с гальванической развязкой.
• Тонкие многожильные провода заделывайте наконечниками — иначе возможно замыкание соседних жил в клеммах.
• Чувствительная часть должна быть полностью в среде. Чтобы корпус и резьба не отводили тепло, руководство даёт минимальную длину шейки: при 135 °C — от 20 мм, при 200 °C — от 50 мм, при 200…450 °C — от 100 мм; температура у головки — не выше 80 °C.
• Защитная гильза: датчик прижимают ко дну гильзы пружинным фитингом. Первые 60 мм кончика не изгибают, радиус изгиба оболочки — не меньше трёх диаметров.
• Степень защиты головки IP65 обеспечивается только подходящим кабельным вводом, затянутым с нужным моментом.

Частые ошибки

Датчики температуры, термометры сопротивления и термопары WIKA и других брендов поставляем под заказ: пришлите маркировку с головки или шильдика — подберём оригинал или аналог с той же схемой подключения и длиной погружения.

Каталог: датчики и сенсоры, КИП и измерительные приборы, терморегуляторы Omron E5.

Не удаётся найти причину или нужна замена? Пришлите фото шильдика или список артикулов через массовый запрос — определим модель, предложим оригинал или аналог и назовём срок.

Источники

• WIKA, Data sheet TE 60.08: Resistance thermometer model TR10-H (02/2021) — схемы подключения, классы точности, преобразователи, монтаж.
• WIKA, Operating instructions: resistance thermometers and thermocouples TRxx/TCxx (14150915.10, 10/2025) — подключение Pt100 и термопар, цвета по IEC 60751 / IEC 60584, допустимая длина линии, монтаж.