Zavod.devсоздан инженерами для инженеров
Глоссарий

Датчик среды (температура/газ/влажность)

Датчик объединяет термочувствительный элемент (PT100/NTC), газоаналитический сенсор (NDIR, электрохимический или MOS) и ёмкостный датчик влажности. Диапазоны измерения: температура –40…+85 °C, газы 0‑5000 ppm (CO₂) или 0‑1000 ppm (CO/NOx), влажность 0‑100 % RH. Вывод данных возможен через I²C, SPI, UART либо аналоговые сигналы 0‑10 В/4‑20 мА, что обеспечивает совместимость с PLC, микроконтроллерами и промышленными панелями. Применяется в HVAC, пищевой и металлургической промышленности, а также в робототехнике для аварийного отключения при превышении порогов токсичных газов.

Инженеры Zavod.dev · обновлено 20 июля 2026

Принцип работы

Температура измеряется платиновым резистором PT100 (коэффициент темперасования 0.00385 Ω/Ω·°C) или термистором NTC (β≈3950 K). Газовая компонента реализуется либо NDIR‑ячейкой (поглощение ИК на длине волны 4.26 µм для CO₂), либо электрохимическим сенсором (реакция окисления/восстановления на рабочем электроде, ток пропорционален концентрации), либо металлооксидным (MOS) датчиком для летучих органических соединений. Влажность определяется ёмкостным полимерным сенсором, диэлектрическая проницаемость которого изменяется с адсорбцией воды в диапазоне 0‑100 % RH.

Ключевые параметры

Температура: диапазон –40…+85 °C, погрешность ±0.2 °C (PT100, класс A IEC 60751) либо ±0.5 °C (NTC). Газ (CO₂ NDIR): 0‑5000 ppm, точность ±(30 ppm + 3 % от показания), t90 < 30 с. Газ (CO/NOx электрохимический): 0‑1000 ppm, точность ±5 % от диапазона, t90 < 10 с. Влажность: 0‑100 % RH, точность ±2 % RH при 25 °C, t90 < 8 с. Питание: 3.3‑5 V DC, ток потребления <15 мА в активном режиме, <1 мА в спящем.

Интерфейсы и стандарты

Цифровые: I²C (адреса 0x76/0x77, до 400 кбит/с), SPI (4‑wire, до 10 Мбит/с), UART (TTL 9600‑115200 бод). Аналоговые: выход 0‑10 В (нагрузка >1 кОм) либо токовая петля 4‑20 мА (соответствует IEC 60381‑2). Соответствие стандартам: IEC 60751 (PT100), IEC 61298‑2 (влажность), ISO 14644‑1 (классы чистоты для газоанализа). Сертификации: CE, UL, RoHS; для взрывоопасных зон — ATEX Zone 1, IECEx, маркировка Ex ia IIC T4 Ga.

Промышленное применение

HVAC‑системы: поддержание температуры 22±2 °C и влажности 40‑60 % RH в чистых помещениях ISO 5‑8. Пищевая промышленность: контроль CO₂, O₂, NH₃ в хранилищах и ферментационных танках (обнаружение NH₃ от 5 ppm). Металлургия: мониторинг CO и NOx в печных атмосферах до 2000 ppm с t90 < 10 с. Робототехника: интеграция в системы безопасности мобильных манипуляторов, аварийное отключение при превышении порога токсичных газов >50 ppm.

Перейти в каталог Zavod.dev →

Частые вопросы

Какой тип температурного сенсора лучше использовать для высокоточных измерений в диапазоне -40…+85 °C?

PT100 (платин resistance) обеспечивает класс точности A per IEC 60751 с погрешностью ±0.2 °C при калибровке; NTC подходит для менее критических задач из‑за меньшей стоимости.

Можно ли одновременно измерять несколько газов одним датчиком среды?

Да, мультигазовые модули содержат отдельные сенсорные ячейки (NDIR для CO₂, электрохимический для CO/NOx, MOS для VOC) и выводят концентрации каждого компонента через отдельные регистры I²C/SPI.

Какой интерфейс предпочтителен для подключения к PLC в условиях сильной электромагнитной помехи?

Токовая петля 4‑20 мА соответствует стандарту IEC 60381‑2 и обладает высокой помехозащищённостью; альтернативно RS‑485 с Modbus RTU также обеспечивает надежность в шумных средах.

Какое типичное потребление энергии датчика среды в режиме ожидания?

В спящем режиме потребление составляет <1 мА при напряжении 3.3 V, что позволяет реализовать батарейные узлы с автономной работой до 12 мес при среднем интервале измерений 10 с.

Нужна ли периодическая калибровка датчика газа и как часто?

Да, электрохимические сенсоры требуют нулевой и Span‑калибровки каждые 6‑12 мес в зависимости от концентрации целевого газа и условий эксплуатации; NDIR‑сенсоры стабильнее, интервал калибровки до 24 мес.

Какие сертификаты подтверждают пригодность датчика для использования во взрывоопасных зонах?

Модели с исполнением Ex‑ia (взрывобезопасная искробезопасная) соответствуют ATEX Zone 1 и IECEx, имеют маркировку Ex ia IIC T4 Ga и прошли испытания по IEC 60079‑0 и IEC 60079‑11.