Извещатели температуры и влажности

Извещатели температуры и влажности: виды и назначение

Извещатели (датчики) температуры и влажности — устройства для непрерывного измерения и передачи данных о параметрах микроклимата. Они фиксируют температуру (в °C) и относительную влажность воздуха (в %), позволяя автоматически управлять климатическим оборудованием.

Виды извещателей температуры и влажности

По измеряемому параметру:

только температуры — контролируют исключительно температурный режим;

только влажности — отслеживают уровень относительной влажности;

комбинированные (температуры и влажности) — одновременно измеряют оба параметра (наиболее распространённый вариант).

По принципу действия (тип сенсора):

датчики температуры:

NTC‑термисторы (Negative Temperature Coefficient) — полупроводниковые терморезисторы, сопротивление которых уменьшается при нагреве. 

Диапазон: от −40∘ C до +125∘ C, погрешность: 0,5–1,5∘C.  Применяются в бытовых приборах (кондиционеры, холодильники);

RTD‑датчики (Pt100, Pt1000) — платиновые термометры сопротивления с высокой точностью

 (погрешность до 0,1∘C) и широким диапазоном (−200∘C…+850∘ C). Используются в промышленности;

цифровые датчики (DS18B20) — передают данные в цифровом формате по шине 1‑Wire. Точность до 0,5∘ C, длина линии до 100 м. 

датчики влажности: ёмкостные — измеряют изменение диэлектрической проницаемости полимерной плёнки при поглощении влаги. Точность: 2–3%, малый гистерезис. 

резистивные — фиксируют изменение сопротивления гигроскопичного материала. Дешевле ёмкостных, но менее точны (погрешность 3–5%) и подвержены дрейфу. 

По способу передачи данных:

аналоговые — выдают сигнал в виде напряжения или тока (например, 4–20 мА). Подключаются к контроллерам с аналоговыми входами;

цифровые — передают данные по интерфейсам I2C, SPI, 1‑Wire, UART. Примеры: DHT22, SHT30, BME280;

беспроводные — используют протоколы ZigBee, Wi‑Fi, Bluetooth, LoRaWAN. Удобны для умных домов и удалённых объектов.

По исполнению корпуса:

стандартные — для помещений с нормальными условиями (IP20–IP40);

влагозащищённые (IP54 и выше) — для сырых помещений (бассейны, подвалы, ванные);

уличные — с защитой от осадков и УФ‑излучения (IP65 и выше). Монтируются на фасадах, крышах;

канальные — устанавливаются в воздуховодах вентиляционных систем. Имеют удлинённый щуп (100–250 мм);

взрывозащищённые — для опасных зон (нефтехимия, шахты).

По назначению:

бытовые — для квартир, домов, офисов (DHT22, Aqara);

промышленные — для цехов, складов, теплиц (датчики 4–20 мА в нержавеющих корпусах);

специализированные — для серверных (контроль перегрева), музеев (поддержание климата для экспонатов), агрокомплексов (теплицы, зернохранилища).

Для чего нужны извещатели температуры и влажности: основные функции

поддержание комфортного микроклимата — управление отоплением, кондиционированием, увлажнением/осушением воздуха;

экономия энергоресурсов — автоматическое отключение отопления в пустых помещениях или ночью (экономия до 20–30 %);

защита оборудования — предотвращение перегрева серверов, холодильников, станков;

предотвращение порчи материалов — контроль условий хранения продуктов, лекарств, экспонатов, стройматериалов;

профилактика плесени и конденсата — включение вытяжки при высокой влажности (например, в ванной при влажности > 65 %);

погодозависимое управление — корректировка температуры теплоносителя в зависимости от наружной температуры;

контроль технологических процессов — поддержание заданных параметров в теплицах, инкубаторах, фармацевтических цехах;

интеграция с системами безопасности — сигнализация при замерзании труб (температура < +2∘ C), протечках (резкий рост влажности);

ведение архива данных — фиксация изменений параметров для анализа и оптимизации работы оборудования.

Где применяются

жилые помещения (квартиры, дома) — управление тёплым полом, кондиционером, увлажнителем;

офисы и ТРЦ — автоматизация вентиляции и кондиционирования;

промышленные объекты (цеха, склады) — контроль условий хранения сырья и готовой продукции;

сельское хозяйство (теплицы, зернохранилища) — поддержание микроклимата для урожая;

медицинские учреждения (больницы, аптеки) — соблюдение условий хранения лекарств и вакцин;

музеи и архивы — защита экспонатов и документов от перепадов влажности;

серверные и ЦОДы — предотвращение перегрева оборудования;

транспорт (рефрижераторы, вагоны) — мониторинг условий перевозки грузов;

улица — метеостанции, управление уличным освещением и обогревом.

Нормативные требования и стандарты

Датчики должны соответствовать:

ГОСТ Р 8.886‑2015 — методика поверки термометров;

ГОСТ 8.547‑2009 — поверка гигрометров;

ГОСТ 15150‑69 — климатическое исполнение (для уличных и промышленных моделей);

ТР ТС 004/2011 — безопасность низковольтного оборудования;

СП 60.13330.2020 — требования к системам вентиляции и кондиционирования.

Ключевые параметры выбора:

диапазон измерений (должен покрывать экстремальные значения для объекта);

точность (зависит от задачи: для жилых помещений — ±0,5∘ C, для лабораторий — ±0,1∘ C);

защита от внешних воздействий (IP‑рейтинг);

совместимость с контроллером (протокол связи).

Устройства проходят поверку и сертификацию. Периодическая калибровка (раз в 1–2 года) обеспечивает достоверность показаний.