Температурные преобразователи: что это такое? (Типы и примеры)

Что такое температурный преобразователь?

Температурный преобразователь — это устройство, которое преобразует тепловую величину в физическую величину, такую как механическая энергия, давление и электрические сигналы и т. д. Например, в термопаре возникает электрическая разность потенциалов из-за разности температур на ее концах. Таким образом, термопара является температурным преобразователем.

Основные характеристики температурных преобразователей

• Входными данными для них всегда являются тепловые величины

• Они обычно преобразуют тепловую величину в электрическую величину

• Их обычно используют для измерения температуры и теплового потока

Основная схема температурных преобразователей

Основная схема температурных преобразователей представлена ниже в следующих шагах
Датчик.

Датчик в температурных преобразователях — это элемент, свойства которого изменяются при изменении температуры. По мере изменения температуры происходит соответствующее изменение определенного свойства элемента.

Пример — в резистивном температурном детекторе (RTD) датчиком является платина.

Желательные условия для выбора датчика следующие:

• Изменение на единицу сопротивления материала на единицу изменения температуры должно быть большим

• Материал должен иметь высокое удельное сопротивление, чтобы использовать минимальный объем материала для его изготовления

• Материал должен иметь непрерывную и стабильную зависимость от температуры

• Элемент преобразования.
  Это элемент, который преобразует выходной сигнал датчика в электрическую величину. Изменение свойства датчика действует как выход для него. Он измеряет изменение свойства датчика. Выход элемента преобразования затем калибруется, чтобы дать выход, представляющий изменение тепловой величины.

Пример — в термопаре разность потенциалов, возникающая между двумя выводами, измеряется вольтметром, а величина напряжения, полученная после калибровки, дает представление об изменении температуры.

Типы температурных преобразователей

Типы контактных температурных датчиков

В этих датчиках датчик находится в прямом контакте с тепловым источником. Они используют теплопроводность для передачи тепловой энергии.

Типы бесконтактных температурных датчиков

В бесконтактном температурном датчике элемент не находится в прямом контакте с тепловым источником (аналогично бесконтактному тестеру напряжения или вольтпену). Бесконтактные температурные датчики используют принцип конвекции для теплового потока. Различные температурные преобразователи, которые обычно используются, описаны ниже:

Терморезистор

Слово терморезистор можно назвать термическим резистором. Как следует из названия, это устройство, сопротивление которого изменяется при изменении температуры. Благодаря их высокой чувствительности они широко используются для измерения температуры. Их обычно называют идеальными температурными преобразователями. Терморезисторы обычно состоят из смеси металлических оксидов.

Характеристики терморезисторов

• У них отрицательный температурный коэффициент, то есть сопротивление терморезистора уменьшается с увеличением температуры

• Они изготовлены из полупроводниковых материалов

• Они более чувствительны, чем RTD (резистивные термометры) и термопары

• Их сопротивление лежит в диапазоне от 0,5 Ом до 0,75 МОм

• Их обычно используют в приложениях, где диапазон измерения температуры составляет от -60°C до 15°C.

Резистивные термометры

Другим типом температу