Temperaturwandler: Was sind sie? (Arten und Beispiele)
Was ist ein Temperaturwandler?
Ein Temperaturwandler ist ein Gerät, das eine thermische Größe in eine physikalische Größe wie mechanische Energie, Druck oder elektrische Signale usw. umwandelt. Zum Beispiel wird in einem Thermoelement aufgrund der Temperaturdifferenz an seinen Enden eine elektrische Spannungsdifferenz erzeugt. Daher ist das Thermoelement ein Temperaturwandler.
Hauptmerkmale von Temperaturwandlern
Die Eingänge sind immer thermische Größen
Sie wandeln im Allgemeinen die thermische Größe in eine elektrische Größe um
Sie werden normalerweise zur Messung von Temperatur und Wärmefluss verwendet
Grundlegende Struktur von Temperaturwandlern
Die grundlegende Struktur von Temperaturwandlern ist in den folgenden Schritten dargestellt:
Sensorelement.
Das Sensorelement in den Temperaturwandlern ist das Element, dessen Eigenschaften sich mit der Änderung der Temperatur verändern. Mit der Temperaturänderung tritt eine entsprechende Veränderung in einer bestimmten Eigenschaft des Elements auf.
Beispiel – In einem Widerstandstemperatursensor (RTD) ist das Sensorelement das Platinmetall.
Erwünschte Bedingungen für die Auswahl des Sensorelements sind:
Die Änderung pro Einheit Widerstand des Materials pro Einheit Temperaturänderung sollte groß sein
Das Material sollte einen hohen Spezifischen Widerstand haben, damit nur ein minimaler Volumenanteil des Materials für seine Herstellung verwendet wird
Das Material sollte eine kontinuierliche und stabile Beziehung zur Temperatur haben
Transduktionselement
Es ist das Element, das die Ausgabe des Sensorelements in eine elektrische Größe umwandelt. Die Änderung der Eigenschaft des Sensorelements wirkt als Ausgabe für es. Es misst die Änderung der Eigenschaft des Sensorelements. Die Ausgabe des Transduktionselements wird dann kalibriert, um eine Ausgabe zu liefern, die die Änderung der thermischen Größe darstellt.
Beispiel – Bei dem Thermoelement wird die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Enden durch ein Voltmeter gemessen und die Größe der nach Kalibrierung erzeugten Spannung gibt Aufschluss über die Temperaturänderung.
Arten von Temperaturwandlern
Kontakttemperatursensortypen
Bei diesen ist das Sensorelement in direktem Kontakt mit der Wärmequelle. Sie nutzen die Wärmeleitung für den Transfer der thermischen Energie.
Nicht-Kontakttemperatursensortypen
Bei einem nicht-kontaktierenden Temperatursensor ist das Element nicht in direktem Kontakt mit der Wärmequelle (analog zu einem nicht-kontaktierenden Spannungsmesser oder Spannungspen). Nicht-kontaktierende Temperatursensoren verwenden das Prinzip der Konvektion für den Wärmefluss. Verschiedene Temperaturwandler, die normalerweise verwendet werden, sind unten beschrieben:
Thermistors
Das Wort Thermistor
