Temperatur sensolları: Nələrdir? (Növləri və misllər)
Sıcaklık Dönüştürücü Nedir?
Bir Sıcaklık Dönüştürücü termal bir niceliği mekanik enerji, basınç ve elektrik sinyalleri gibi fiziksel niceliklere dönüştüren cihazdır. Örneğin, termokupl durumunda, terminal arasında sıcaklık farkı nedeniyle elektrik potansiyel farkı oluşur. Bu nedenle, termokupl bir sıcaklık dönüştürücüsüdür.
Sıcaklık Dönüştürücülerinin Ana Özellikleri
Girişlerine her zaman termal nicelikler verilir
Genellikle termal nicelikleri elektriksel niceliklere dönüştürürler
Genellikle sıcaklık ve ısı akışının ölçümünde kullanılırlar
Sıcaklık Dönüştürücülerinin Temel Şeması
Sıcaklık dönüştürücülerinin temel şeması aşağıdaki adımlarda verilmiştir
Algılama Elemanı.
Sıcaklık dönüştürücülerinde algılama elemanı, sıcaklık değişimine bağlı olarak özelliklerinin değiştiği elemandır. Sıcaklık değiştiğinde, elemanın belirli bir özelliğinde de karşılık gelen bir değişiklik olur.
Örneğin – Bir Dirençli Sıcaklık Algılayıcısında (RTD) algılama elemanı Platin metali olabilir.
Algılama Elemanı Seçimi İçin İstenilen Koşullar
Malzemenin birim direnci başına birim sıcaklık değişimi oranı büyük olmalıdır
Malzeme yüksek bir direnç değerine sahip olmalı, böylece inşa edilmesi için minimum hacimde malzeme kullanılmalıdır
Malzemenin sıcaklıkla sürekli ve istikrarlı bir ilişkisi olmalıdır
Dönüştürme Elemanı
Bu, algılama elemanın çıktısını elektriksel niceliğe dönüştüren elemandır. Algılama elemanın özelliklerindeki değişiklik, onun çıktısı olarak kabul edilir. Algılama elemanın özelliğindeki değişikliği ölçer. Dönüştürme elemanın çıktısı, termal niceliğin değişikliğini temsil eden bir çıktıya kalibre edilir.
Örneğin – Termokupl'da iki terminal arasında oluşan potansiyel fark voltmetre ile ölçülür ve kalibrasyon sonrası oluşan gerilim değeri sıcaklık değişikliğini gösterir.
Sıcaklık Dönüştürücülerinin Türleri
Temaslı Sıcaklık Sensörleri
Bu tür sensörlerde, algılama elemanı termal kaynağın doğrudan temasındadır. Isı transferi için iletkenliği kullanırlar.
Temassız Sıcaklık Sensörleri
Temassız bir sıcaklık sensöründe, eleman termal kaynağın doğrudan temasında değildir (temassız gerilim test cihazı veya gerilim kalemi benzeri). Temassız sıcaklık sensörleri ısı akışı için konveksiyon prensibini kullanır. Genellikle kullanılan çeşitli sıcaklık dönüştürücüler aşağıda açıklanmıştır:
Termenizör
Terminizör kelimesi, Termal Direnç anlamına gelir. Bu isim, bu cihazın direncinin sıcaklık değişimiyle birlikte değiştiği anlamına gelir. Yüksek hassasiyetleri nedeniyle genellikle sıcaklık ölçümünde yaygın olarak kullanılırlar. Genellikle ideal sıcaklık dönüştürücü olarak adlandırılırlar. Termenizörler genellikle metalik oksitlerin karışımı ile oluşturulurlar.
Terminizörlerin Özellikleri
Negatif Termal Katsayıya sahiptir, yani terminizörün direnci sıcaklık arttıkça azalır
İleriye doğru yarıiletken malzemelerden yapılmıştır
Daha hassas olup, RTD'ler (Dirençli Sıcaklık Algılayıcılar) ve Termokupller'den daha hassastır
Direnci 0.5Ω ile 0.75 MΩ arasında değişir
Genellikle -60°C ile 15°C arasındaki sıcaklık ölçüm aralığında kullanılırlar.
Dirençli Sıcaklık Algılayıcılar
Başka bir tür sıcaklık dönüştürücüsü Dirençli Sıcaklık Algılayıcı veya RTD'dir. RTD'ler, platin, bakır veya nikel gibi yüksek safiyetli iletken metallerin bir bobine sarılıp, sıcaklık değişimine bağlı olarak elektrik direnci değiştirerek çalışan hassas sıcaklık sensörleridir, terminizör ve termokupller gibi.
Direnci aşağıdaki ilişki ile değişir,
R = Belirli bir sıcaklıkta elemanın direnci
α = Elemanın termal katsayısı
Ro = 0°C'de elemanın direnci
RTD'lerin Ana Özellikleri
Terminizörler ve termokupller göre çok daha hassas ve ucuzdur
-182.96°C ile 630.74°C arasındaki sıcaklıkları ölçebilir
Termokupller
Termokupller, genellikle bakır ve sabitkan gibi farklı metallerin iki ucu birleştirilerek oluşturulan sıcaklık dönüştürücülerdir. Bir ucu sabit sıcaklıkta tutulan referans (Soğuk) ucu, diğer ucu ise ölçüm (Sıcak) ucu olarak adlandırılır. İki uç farklı sıcaklıklarda olduğunda, uçlar arasında bir gerilim geliştirilir ve bu gerilim sıcaklık ölçümü için kullanılır.
Termokupllerin Prensibi
İki metalin (bakır ve sabitkan gibi) uçları birbirine bağlandığında, aralarında bir potansiyel fark ortaya çıkar. Bu fenomen, iletken tel boyunca bir sıcaklık gradyanı oluşarak bir emf ürettiği için Seebeck etkisi
