Θερμοκρασιακοί Μετατροπείς: Τι είναι; (Τύποι & Παραδείγματα)

Τι είναι ένας Διαστρέφων Θερμοκρασίας

Ένας Διαστρέφων Θερμοκρασίας είναι ένα συστηματικό στοιχείο που μετατρέπει τη θερμότητα σε κάποια φυσική μεγέθη, όπως μηχανική ενέργεια, πίεση και ηλεκτρικά σήματα κλπ. Για παράδειγμα, σε ένα θερμοζευγάρι, η ηλεκτρική διαφορά δυναμικού παράγεται λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας στα πέρατά του. Έτσι, το θερμοζευγάρι είναι ένας διαστρέφων θερμοκρασίας.

Κύριες Ιδιότητες των Διαστρεφών Θερμοκρασίας

• Οι εισόδοι τους είναι πάντα θερμικά μεγέθη

• Συνήθως μετατρέπουν τη θερμική ποσότητα σε ηλεκτρική ποσότητα

• Χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μέτρηση της θερμοκρασίας και της ροής θερμότητας

Βασική Σχεδίαση των Διαστρεφών Θερμοκρασίας

Η βασική σχεδίαση των διαστρεφών θερμοκρασίας δίνεται παρακάτω στα ακόλουθα βήματα
Αντιδραστικό Στοιχείο.

Το αντιδραστικό στοιχείο στους διαστρεφούς θερμοκρασίας είναι το στοιχείο του οποίου τα χαρακτηριστικά αλλάζουν με την αλλαγή της θερμοκρασίας. Καθώς η θερμοκρασία αλλάζει, η αντίστοιχη αλλαγή συμβαίνει σε κάποιο χαρακτηριστικό του στοιχείου.

Παράδειγμα – Σε ένα Δετέκτορα Θερμοκρασίας Αντίστασης (RTD), το αντιδραστικό στοιχείο είναι το πλατίνιο.

Επιθυμητές Συνθήκες για την Επιλογή του Αντιδραστικού Στοιχείου είναι

• Η αλλαγή ανά μονάδα αντίστασης του υλικού ανά μονάδα αλλαγής θερμοκρασίας πρέπει να είναι μεγάλη

• Το υλικό πρέπει να έχει υψηλή αντιστατικότητα ώστε να χρησιμοποιείται ελάχιστος όγκος υλικού για την κατασκευή του

• Το υλικό πρέπει να έχει συνεχή και σταθερή σχέση με τη θερμοκρασία

• Στοιχείο Μετατροπής
  Είναι το στοιχείο που μετατρέπει την έξοδο του αντιδραστικού στοιχείου σε ηλεκτρική ποσότητα. Η αλλαγή στο χαρακτηριστικό του αντιδραστικού στοιχείου λειτουργεί ως έξοδος γι' αυτό. Μετρά την αλλαγή στο χαρακτηριστικό του αντιδραστικού στοιχείου. Η έξοδος του στοιχείου μετατροπής στη συνέχεια καλιβρώνεται για να δώσει έξοδο που αντιπροσωπεύει την αλλαγή στη θερμική ποσότητα.

Παράδειγμα - Στο θερμοζευγάρι, η διαφορά δυναμικού που παράγεται μεταξύ των δύο άκρων μετριέται από βολτμέτρο και η μέγεθος της τάσης που παράγεται μετά την καλιβροποίηση δίνει την ιδέα της αλλαγής της θερμοκρασίας.

Τύποι Διαστρεφών Θερμοκρασίας

Τύποι Αυταπτών Αισθητήρων Θερμοκρασίας

Σε αυτούς, το αντιδραστικό στοιχείο είναι σε άμεση επαφή με τη θερμική πηγή. Χρησιμοποιούν την ηλεκτροσυγκοχή για τη μεταφορά της θερμικής ενέργειας.

Τύποι Αισθητήρων Θερμοκρασίας Χωρίς Επαφή

Σε έναν αισθητήρα θερμοκρασίας χωρίς επαφή, το στοιχείο δεν είναι σε άμεση επαφή με τη θερμική πηγή (αντίστοιχος με έναν αυτάπτων αισθητήρα τάσης ή βολτμέτρο). Οι αισθητήρες θερμοκρασίας χωρίς επαφή χρησιμοποιούν την αρχή της συντονισμένης συντελεστής για τη ροή θερμότητας. Περιγράφονται επιπλέον διάφοροι διαστρέφοντες θερμοκρασίας που συνήθως χρησιμοποιούνται:

Θερμιστής

Το λόγιο thermistor μπορεί να οριστεί ως Θερμικός Αντίστασης. Έτσι, όπως δείχνει το όνομα, είναι ένα συστηματικό στοιχείο του οποίου η αντίσταση αλλάζει με την αλλαγή της θερμοκρασίας. Λόγω της υψηλής ευαισθησίας τους, χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Συνήθως ονομάζονται οι ιδανικοί διαστρέφοντες θερμοκρασίας. Οι θερμιστοί συνήθως αποτελούνται από μίγμα μεταλλικών οξειδίων.

Ιδιότητες των Θερμιστών

• Έχουν Αρνητικό Θερμικό Συντελεστή, δηλαδή η αντίσταση του θερμιστή μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας

• Κατασκευάζονται από υλικά ημιαγωγούς

• Είναι ευαίσθητοι περισσότερο από τους RTD (Δετέκτορες Θερμοκρασίας Αντίστασης) και θερμοζευγάρια

• Η αντίστασή τους κυμαίνεται από 0,5Ω έως 0,75 MΩ

• Συνήθως χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου η μετρική ζώνη της θερμοκρασίας είναι -60°C έως 15°C.

Αντιστατικά Θερμόμετρα

Άλλος τύπος διαστρέφοντα θερμοκρασίας είναι το Δετέκτορας Θερμοκρασίας