Hitastrengjar: Hvað eru þeir? (Tegundir & Dæmi)

Hva er ein temperaturtransduser?

Ein temperaturtransduser er eit dyrking som konverterar varmestørrelser til fysisk storleikar som mekanisk energi, trykk og elektriske signal o.s.v. Til dømes, i ein termokoppel produserast det elektrisk spenningsskilnad grunna temperaturskilnaden over terminalane. Så, termokoppel er ein temperaturtransduser.

Hovudtrekk ved temperaturtransdusarar

• Inndata til dei er alltid varmestørrelser

• Dei konverterar vanlegvis varmestørrelser til elektriske størrelser

• Dei vert vanlegvis nytta for måling av temperatur og varmeoverføring

Grunnleggande skjema for temperaturtransdusarar

Grunnleggande skjema for temperaturtransdusarar er gitt nedanfor i følgjande skritt
Målelement.

Målelementet i temperaturtransdusarar er elementet som eigenskapar endrar seg med temperaturendring. Når temperaturen endrar seg, foregår det samsvarande endring i visse eigenskapar til elementet.

Døme – I ein Motstandstemperaturetdetektor (RTD) er måleelementet platinmetallet.

Ønskvært vilkår for val av måleelement er som

• Endring per enhet motstand av materiale per enhetlig temperaturendring skal vera stor

• Materialet skal ha høg motstandskraft slik at minste volum av materiale vert nytta for bygginga

• Materialet skal ha kontinuerleg og stabil relasjon med temperaturen

• Oversettelseselement
  Dette er elementet som transformerer utdata frå målelementet til elektrisk storleik. Endringa i eigenskapane til målelementet fungerer som utdata for det. Det måler endringa i eigenskapane til målelementet. Utdata frå oversettelseselementet kalibrerast for å gi utdata som representerer endringa i varmestørrelsen.

Døme- I termokoppelen måles spenningsskilnaden over deira to terminalar med voltmeter og styrken på spenning produsert etter kalibrering gir ide om temperaturendring.

Typer av temperaturtransdusarar

Kontakttemperatursensortyper

Her er målelementet i direkte kontakt med varmekjelda. Dei brukar konduksjon for overføring av varmeenergi.

Ikontakttemperatursensortyper

I ein ikontakttemperatursensor er elementet ikkje i direkte kontakt med varmekjelda (analogt til ein ikontakt-spenningstester eller spenningsskrivare). Ikontakttemperatursensorar brukar prinsippet om konveksjon for varmeoverføring. Forskjellige temperaturtransdusarar som vanlegvis vert nytta, er skildra nedanfor:

Termistor

Ordet termistor kan kallast Termisk motstand. Så som namnet indikerer, er det eit dyrking som motstand endrar seg med temperatur. Grunna deres høge følsomhet vert dei vidleg brukt for måling av temperatur. Dei blir vanlegvis kalla den ideale temperaturtransdusaren. Termistors består generelt av blanding av metalliske okser.

Eigenskapar ved termistorar

• Dei har negativ varmekoeffisient, det vil seie at motstanden til termistoren minskar med temperaturøkning

• Dei er lagde av halvledarmaterial

• Dei er mer følsame enn RTD (Resistance Thermometres) og termokoppeler

• Motstanden ligg mellom 0,5Ω til 0,75 MΩ

• Dei vert generelt nytta i anvendelser der temperaturmålingsområde er -60°C til 15°C.

Motstandstemometer

Eit anna type temperaturtransduser er Resistance Temperature Detector eller RTD. RTD-er er presisjon temperatursensorar lagde av høg reine leddemetall som platin, kopar eller nikkel vrikt inn i ei spole og kvar elektrisk motstand endrar seg med temperatur, liknande til termistor.

Motstanden endrar seg med følgjande relasjon,

R = Motstand av element ved gjeven temperatur
α = Varmekoeffisient av element
Ro = Motstand av element ved 0°C

Hovudtrekk ved RTD-er

• Dei er høgt følsame og veldig billige i samanlikning med termistorar og termokoppeler

• Dei kan måle temperaturen frå -182,96°C til 630,74°C

Termokoppeler

Termokoppeler er temperaturtransdusarar som vesentleg består av to forbindelsar av ulike metaller, slik som kobber og constantan som er svart. Eit forbindels heldt ved ein konstant temperatur kallt referanse (Kald) forbindels, medan det andre er måle (Varm) forbindels. Når dei to forbindelsane er ved ulike temperaturar, utviklar det seg ein spenning over forbindelsane som vert nytta til å måle temperaturen.

Prinsipp for termokoppel

Når forbindelsane av to metaller som kobber og constantan er tilkopla, produserast det potensialforskjell mellom dei. Funksjonen kallast