贺德克温度传感器ETS 3800的工作原理

贺德克温度传感器 ETS 3800 工作原理详解

一、核心定位

ETS 3800 是德国贺德克 (HYDAC) 公司推出的紧凑型电子温度开关，集成高精度温度测量、数字显示与多通道输出功能，主要用于工业液压、润滑系统及冷却回路的温度监测与控制，测量范围 **-30℃至 + 150℃，精度达±1.0% FS**(室温条件下)。它采用外置温度探头设计 (主要适配 TFP 100 或通用 PT 100 传感器)，非传统意义上的一体化温度传感器，而是带控制功能的温度测量系统HYDAC。

二、基础测量原理：PT 100 铂热电阻效应

ETS 3800 的核心感知元件是PT 100 铂热电阻(TFP 100 本质为四芯 PT 100)，基于金属电阻随温度变化的物理特性工作：

铂电阻特性：PT 100 在 0℃时基准电阻值为100Ω，铂的电阻温度系数 (TCR) 约为0.00385Ω/(Ω·°C)，温度每变化 1℃，电阻值变化约为初始阻值的 0.385%

电阻 - 温度转换公式：

0℃以上：Rₜ = R₀ × (1 + A×t + B×t²)

0℃以下：Rₜ = R₀ × (1 + A×t + B×t² + C×(t-100)×t³)

其中 R₀=100Ω，A=3.9083×10⁻³，B=-5.775×10⁻⁷，C=-4.183×10⁻¹²

四芯连接优势：TFP 100 采用四芯设计，可有效消除导线电阻带来的测量误差，确保高精度测量

三、系统结构与工作流程 (5 步核心机制)

1. 核心组件构成

表格

组件功能

外置温度探头(TFP 100/PT 100)直接接触被测介质，感知温度变化并转化为电阻信号

信号调理模块恒流源供电、电阻信号放大、滤波处理，消除干扰信号

A/D 转换单元将模拟电阻信号转换为数字信号，供微处理器处理

微处理器核心计算单元，执行 R-T 转换、线性校正、开关点比较与逻辑判断

4 位数字显示实时显示测量温度值，支持℃/℉切换

输出接口模块提供 1-2 路开关输出 (PNP， 1.2A) 和可选模拟输出 (4-20mA/0-10V)

按键操作单元用于设置开关点、滞后值、输出模式等参数

电源模块提供稳定工作电压，适配 DC 24V 工业电源

2. 详细工作流程

温度采集：被测介质温度变化→PT 100 电阻值改变→通过四芯电缆传输至 ETS 3800 主机

恒流激励：ETS 3800 内置精密恒流源(通常为 1mA) 为 PT 100 供电，将电阻变化转化为电压信号 (ΔV=I×ΔR)，避免电压测量法的非线性误差

信号调理：微弱电压信号经仪表放大器放大至合适幅度，再通过低通滤波器滤除高频噪声 (如电磁干扰)，确保信号纯净

模数转换与计算：A/D 转换器将模拟电压信号转换为数字信号，微处理器调用内置的 PT 100 特性曲线进行非线性校正，计算出精确温度值，同时与预设的开关点进行比较

输出与显示：

数字显示实时温度

温度超阈值时触发开关输出 (继电器 / 晶体管动作)，实现报警或控制功能

可选模拟输出提供与温度成正比的标准信号 (4-20mA/0-10V)，供 PLC/DCS 系统采集

IO-Link 版本支持双向通信，可远程参数化与数据传输

四、关键技术特点与控制机制

高精度测量保障

四芯 PT 100 连接：消除导线电阻影响，提升测量精度

数字化处理：微处理器实时线性校正，补偿铂电阻非线性误差

宽温度范围：-30℃至 + 150℃，覆盖绝大多数工业液压系统需求HYDAC

智能控制功能

可调节开关点与滞后：通过按键快速设置温度阈值与回差值，适配不同控制需求

多输出模式：支持 1-2 路开关输出，可选模拟输出，满足复杂系统控制需求

自诊断能力：内置故障检测电路，可识别传感器断线、短路等异常情况并报警

工业适应性设计

紧凑型外壳 (重量仅 87g)，旋转式显示与机械连接，便于安装与读数

抗电磁干扰 (EMC) 设计，适应工业恶劣电磁环境

防护等级 IP65，适合潮湿、粉尘工业环境

五、TFP 100 专用探头与 ETS 3800 的协同工作

TFP 100 是 HYDAC 专为油箱安装设计的温度探头，与 ETS 3800 匹配HYDAC：

结构优化：加长型探头设计，确保与油箱内介质充分接触

四芯连接：专用电缆连接 ETS 3800，实现真正的四线制测量，消除导线电阻误差

安装便捷：标准螺纹接口，适配不同油箱厚度，密封可靠防泄漏

六、应用场景与工作模式

ETS 3800 典型工作模式：

温度监测：实时显示系统油温，为操作员提供直观数据

超温保护：温度超过设定上，触发开关输出切断加热器或启动冷却系统

低温报警：温度低于设定下，发出报警信号或启动预热程序

闭环控制：配合模拟输出，通过 PLC 实现温度的 PID 精确控制

数据采集：IO-Link 版本支持与上位系统通信，实现远程监控与数据分析

总结

贺德克 ETS 3800 通过PT 100 铂热电阻的电阻温度效应获取温度信号，经恒流激励→信号调理→模数转换→微处理器计算→多通道输出的完整流程，实现工业系统温度的精确测量与智能控制。其外置探头设计、数字化处理与灵活的输出配置，使其成为液压、润滑等工业领域温度监测的理想选择。