Температурни трансдуктори: Што се тоа? (Типови и примери)

Што е температурен трансдуктор?

Температурниот трансдуктор е уред кој конвертира термичката количина во физичка количина како што се механичка енергија, притисок и електрични сигнали итн. На пример, во термоелемент, електричната потенцијална разлика се создава поради температурната разлика на неговите краеви. Значи, термоелементот е температурен трансдуктор.

Главни карактеристики на температурните трансдуктори

• Улазот до нив секогаш е термичка количина

• Нивната функција е да ги конвертираат термичките количини во електрични количини

• Обично се користат за мерење на температурата и токот на топлината

Основна шема на температурните трансдуктори

Основната шема на температурните трансдуктори е дадена подолу во следните чекори
Сензорски елемент.

Сензорскиот елемент во температурните трансдуктори е елемент чиишто својства се менуваат со промена на температурата. Со промена на температурата, одговарајќи промени се случуваат во определено својство на елементот.

Пример – Во Детектор на температура со резистанса (RTD), сензорскиот елемент е платинум.

Желативни услови за избор на сензорскиот елемент се:

• Промената по единица резистанса на материјалот по единица промена на температурата треба да биде голема

• Материјалот треба да има висока резистивност, така што ќе се користи минимален обем материјал за негова конструкција

• Материјалот треба да има непрекината и стабилна врска со температурата

• Елемент за трансдукција
  Овој елемент преобразува излезот од сензорскиот елемент во електрична количина. Промената во својството на сензорскиот елемент служи како излез за него. Мерува промената во својството на сензорскиот елемент. Излезот од елементот за трансдукција потоа се калибира за да даде излез кој претставува промена во термичката количина.

Пример - Во термоелементот, потенцијалната разлика произведена помеѓу двата краја се мери со волтметар, а магнитудата на напонот после калибрација дава идеја за промена на температурата.

Видови на температурни трансдуктори

Видови на контактни температурни сензори

Во овие, сензорскиот елемент е во директен контакт со термичкиот извор. Тие користат проводимост за пренос на термичка енергија.

Видови на неконтактни температурни сензори

Во неконтактниот температурен сензор, елементот не е во директен контакт со термичкиот извор (аналогно на неконтактен тестер за напон или пенилок за напон). Неконтактните температурни сензори користат принципот на конвекција за ток на топлина. Различните температурни трансдуктори кои обично се користат се опишани подолу:

Термистор

Зборот термистор може да се дефинира како термички резистор. Како што покажува името, тоа е уред чија резистанса се менува со промена на температурата. Благодарение на нивната висока осетливост, тие се широко користат за мерење на температурата. Обично се нарекуваат идеални температурни трансдуктори. Термисторите обично се состојат од мешавина на метални оксиди.

Својства на термисторите

• Имат негативен термички коефициент, т.е. резистансата на термисторот се намалува со зголемување на температурата

• Го прават од полупроводнички материјали

• Поставени се повеќе осетливи од RTD (Резистивни термометри) и термоелементи

• Нивната резистанса се наоѓа помеѓу 0.5Ω и 0.75 MΩ

• Обично се користат во примените каде што опсегот на мерење на температурата е од -60°C до 15°C.

Резистивни термометри

Друг вид на температурен трансдуктор е Детектор на температура со резистанса или RTD. RTD-овите се прецизни температурни сензори направени од високо чисти проводни метали како платинум, мед или никел намотани во спирала, чија електрична резистанса се менува со промена на температурата, слично на термисторот.

Нивната резистанса се менува според следната релација,

R = Резистанса на елементот при дадена температура
α = Термички коефициент на елементот
Ro = Резистанса на елементот при 0°C

Главни карактеристики на RTD-овите

• Тие се многу осетливи и многу евтини во споредба со термисторите и термоелементите

• Можат да мерат температура од -182.96°C до 630.74°C

Термоелементи

Термоелементите се температурни трансдуктори кои се состојат од две јункција на различни метали, како мед и константан, кои се сварени. Едната јункција е задржана на константна температура наречена референтна (Хладна) јункција, додека другата е мерна (Врска) јункција. Кога двете јункција се на различни темпер