Penukar Suhu: Apakah Itu? (Jenis & Contoh)

Apakah Peralatan Pengubah Suhu?

Peralatan pengubah suhu adalah perangkat yang mengubah kuantitas panas menjadi kuantitas fizikal lain seperti tenaga mekanikal, tekanan, dan isyarat elektrik, dll. Sebagai contoh, dalam termokopel, beza potensial elektrik dihasilkan disebabkan oleh perbezaan suhu di antara terminalnya. Oleh itu, termokopel adalah peralatan pengubah suhu.

Ciri-ciri Utama Peralatan Pengubah Suhu

• Input kepadanya selalu berupa kuantitas panas

• Mereka biasanya mengubah kuantitas panas menjadi kuantitas elektrik

• Mereka biasanya digunakan untuk pengukuran suhu dan aliran haba

Rancangan Asas Peralatan Pengubah Suhu

Rancangan asas peralatan pengubah suhu diberikan di bawah dalam langkah-langkah berikut
Elemen Sensing.

Elemen sensing dalam peralatan pengubah suhu adalah elemen yang sifat-sifatnya berubah dengan perubahan suhu. Apabila suhu berubah, perubahan yang sesuai terjadi pada sifat tertentu elemen tersebut.

Contoh – Dalam Detector Temperatur Rintangan (RTD), elemen sensing adalah logam Platinum.

Syarat-syarat yang Diingini untuk Memilih Elemen Sensing adalah sebagai berikut

• Perubahan setiap unit rintangan bahan setiap unit perubahan suhu harus besar

• Bahan tersebut harus mempunyai rientansi yang tinggi supaya jumlah minimum bahan digunakan untuk pembinaannya

• Bahan tersebut harus mempunyai hubungan yang berterusan dan stabil dengan suhu

• Elemen Transduksi
  Ini adalah elemen yang mentransformasikan output elemen sensing menjadi kuantitas elektrik. Perubahan sifat elemen sensing bertindak sebagai outputnya. Ia mengukur perubahan sifat elemen sensing. Output elemen transduksi kemudian dikalibrasi untuk memberikan output yang mewakili perubahan kuantitas panas.

Contoh - Dalam termokopel, beza potensial yang dihasilkan di antara dua terminal diukur oleh voltmeter dan magnitud voltan yang dihasilkan setelah kalibrasi memberikan idea tentang perubahan suhu.

Jenis Peralatan Pengubah Suhu

Jenis Sensor Suhu Kontak

Dalam ini, elemen sensing berada dalam kontak langsung dengan sumber panas. Mereka menggunakan konduksi untuk pemindahan energi panas.

Jenis Sensor Suhu Non-Kontak

Dalam sensor suhu non-kontak, elemen tidak berada dalam kontak langsung dengan sumber panas (analog kepada pengetes voltan tanpa kontak atau pena voltan). Sensor suhu non-kontak menggunakan prinsip konveksi untuk aliran haba. Berbagai peralatan pengubah suhu yang biasa digunakan dijelaskan di bawah:

Termistor

Kata termistor boleh diistilahkan sebagai Resistor Termal. Jadi, seperti namanya, ia adalah perangkat yang rintangannya berubah dengan perubahan suhu. Karena sensitivitasnya yang tinggi, mereka banyak digunakan untuk pengukuran suhu. Mereka biasanya disebut sebagai peralatan pengubah suhu ideal. Termistor umumnya terdiri dari campuran oksida logam.

Sifat-sifat Termistor

• Mereka mempunyai Koefisien Termal Negatif iaitu rintangan termistor menurun dengan peningkatan suhu

• Mereka dibuat daripada bahan semikonduktor

• Mereka lebih sensitif daripada RTD (Detektor Temperatur Rintangan) dan Termokopel

• Rintangan mereka terletak antara 0.5Ω hingga 0.75 MΩ

• Mereka biasanya digunakan dalam aplikasi di mana rentang pengukuran suhu -60°C hingga 15°C.

Termostat Rintangan

Jenis lain peralatan pengubah suhu adalah Detector Temperatur Rintangan (RTD). RTD adalah sensor suhu presisi yang dibuat dari logam konduktif murni seperti platinum, tembaga, atau nikel yang diputar menjadi gulungan dan rintangan elektriknya berubah seiring perubahan suhu, serupa dengan termistor.

Rintangan mereka berubah dengan hubungan berikut,

R = Rintangan elemen pada suhu tertentu
α = Koefisien termal elemen
Ro = Rintangan elemen pada 0°C

Ciri-ciri Utama RTD

• Mereka sangat sensitif dan sangat murah dibandingkan dengan termistor dan termokopel

• Mereka dapat mengukur suhu dari -182.96°C hingga 630.74°C

Termokopel

Termokopel adalah peralatan pengubah suhu yang pada dasarnya terdiri dari dua sambungan logam yang berbeda, seperti tembaga dan constantan yang disolder. Satu sambungan dipertahankan pada suhu tetap yang disebut sambungan referensi (dingin), sementara yang lain adalah sambungan pengukuran (panas). Ketika kedua sambungan berada pada suhu yang berbeda, tegangan akan terbentuk di antara sambungan tersebut yang digunakan untuk mengukur suhu.

Prinsip Termokopel

Apabila sambungan dua logam seperti tembaga dan constantan dihubungkan bersama, beza potensial dihasilkan di antara mereka. Fenomena ini disebut kesan Seebeck kerana gradien suhu dihasilkan sepanjang kawat konduktor yang meng