ٹیمپریچر ٹرانسڈیوسرز: وہ کیا ہیں؟ (انواع اور مثالیں)

درجہ حرارت کا ترانسڈیوسر کیا ہے؟

درجہ حرارت کا ترانسڈیوسر ایک آلہ ہے جو حرارتی مقدار کو کسی فزیکل مقدار مثلاً مکینکی توانائی، دباؤ اور برقی سگنال وغیرہ میں تبدیل کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، ترمومیٹر میں اطراف کے درجہ حرارت کے فرق کی وجہ سے برقی پوٹنشل کا فرق پیدا ہوتا ہے۔ لہذا، ترمومیٹر ایک درجہ حرارت کا ترانسڈیوسر ہے۔

درجہ حرارت کے ترانسڈیوسروں کی اہم خصوصیات

• ان کا ان پٹ ہمیشہ حرارتی مقدار ہوتی ہے

• یہ عام طور پر حرارتی مقدار کو برقی مقدار میں تبدیل کرتے ہیں

• یہ عام طور پر درجہ حرارت اور گرمی کے پلیٹ کی میزبانی کے لیے استعمال ہوتے ہیں

درجہ حرارت کے ترانسڈیوسروں کی بنیادی منصوبہ بندی

درجہ حرارت کے ترانسڈیوسروں کی بنیادی منصوبہ بندی نیچے دی گئی ہے
سینسر عنصر۔

درجہ حرارت کے ترانسڈیوسروں میں سینسر عنصر وہ عنصر ہے جس کی خصوصیات درجہ حرارت کے تبدیل ہونے پر تبدیل ہوتی ہیں۔ جب درجہ حرارت تبدیل ہوتا ہے تو عنصر کی خصوصیات میں متعلقہ تبدیلی وقوع پذیر ہوتی ہے۔

مثال – RTD (Resistance Temperature Detector) میں سینسر عنصر پلاتینیم میٹل ہے۔

سینسر عنصر کے منتخب کرنے کے لیے مطلوبہ شرائط یہ ہیں

• مادے کے مقاومت کے فرق کا درجہ حرارت کے فرق کے مطابق تبدیل ہونا زیادہ ہونا چاہئے

• مادے کی مقاومت زیادہ ہونی چاہئے تاکہ اس کی تعمیر کے لیے کم سے کم مواد کا استعمال ہو

• مادے کا درجہ حرارت کے ساتھ مستقل اور مستحکم تعلق ہونا چاہئے

• ترانسڈکشن عنصر
  یہ وہ عنصر ہے جو سینسنگ عنصر کے آؤٹ پٹ کو برقی مقدار میں تبدیل کرتا ہے۔ سینسنگ عنصر کی خصوصیت کی تبدیلی اس کے لیے آؤٹ پٹ کے طور پر کام کرتی ہے۔ یہ سینسنگ عنصر کی خصوصیت کی تبدیلی کو ناپتا ہے۔ ترانسڈکشن عنصر کا آؤٹ پٹ کیلبریٹ کیا جاتا ہے تاکہ گرمائشی مقدار کی تبدیلی کو ظاہر کرنے والا آؤٹ پٹ دے۔

مثال- ٹھرموجول میں دو سرے کے درمیان پیدا ہونے والی کشیدگی فرق کو ولٹ میٹر سے ناپا جاتا ہے اور کیلبریشن کے بعد پیدا ہونے والی ولٹیج کی شدت سے گرمائش کی تبدیلی کا اندازہ لگایا جاتا ہے۔

گرمائش کے ٹرانسدیوسرز کے قسمیں

کنٹیکٹ گرمائش سینسر کے قسمیں

اس میں سینسنگ عنصر گرمائش کے ذریعے مستقیماً کنٹیکٹ کرتا ہے۔ وہ گرمائشی توانائی کے منتقلی کے لیے کنڈکشن استعمال کرتے ہیں۔

غیر کنٹیکٹ گرمائش سینسر کے قسمیں

غیر کنٹیکٹ گرمائش سینسر میں، عنصر گرمائش کے ذریعے مستقیماً کنٹیکٹ نہیں کرتا (ایک غیر کنٹیکٹ ولٹیج ٹیسٹر یا ولٹیج پین کی طرح)۔ غیر کنٹیکٹ گرمائش سینسرز کنونکشن کا اصول گرمائشی روانی کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ مختلف عام استعمال ہونے والے گرمائش ٹرانسدیوسرز کی وضاحت نیچے دی گئی ہے:

ٹھرمیسٹر

ٹھرمیسٹر کا لفظ گرمائشی ریزسٹر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس کے نام کے مطابق یہ ایک ڈیوائس ہے جس کی ریزسٹنس گرمائش کے ساتھ تبدیل ہوتی ہے۔ ان کی بلند حساسیت کی وجہ سے وہ گرمائش کی ناپنے کے لیے وسیع طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ انہیں عام طور پر ایڈیل گرمائش ٹرانسدیوسر کہا جاتا ہے۔ ٹھرمیسٹرز عام طور پر میٹلک آکسائڈز کے مکسیچر سے بنے ہوتے ہیں۔

ٹھرمیسٹرز کی خصوصیات

• ان کی منفی گرمائشی کوائف ہوتی ہیں یعنی ٹھرمیسٹر کی ریزسٹنس گرمائش کے ساتھ کم ہوتی ہے

• ان کی تیاری سیمی کنڈکٹر مواد سے ہوتی ہے

• ان کی حساسیت آر ٹی ڈی (ریزسٹنس ٹھرمومیٹرز) اور ٹھرموجولز سے زیادہ ہوتی ہے

• ان کی ریزسٹنس 0.5Ω سے 0.75 MΩ کے درمیان ہوتی ہے

• عام طور پر ان کا استعمال وہ جگہ ہوتا ہے جہاں درجہ حرارت کی مقدار -60°C سے 15°C تک کی ہوتی ہے۔

مقاومت حرارتیاتی میٹر

ایک دوسرے قسم کے حرارت کے ترانسڈیوسر ہیں مقاومت حرارتیاتی شمارن یا RTD۔ RTD ایسے عالی صحت کے ہیں جو بلے، کپر یا نکل جیسے عالی خالصیت کے میٹل کو کوئل میں لپیٹ کر بنائے جاتے ہیں اور جن کی کھمی خاصیت تبدیل ہوتی ہے جیسا کہ حرارت کی تبدیلی کے ساتھ، ٹھرمیسٹر کی طرح۔

ان کی مقاومت نیچے دی گئی تعلق کے ساتھ تبدیل ہوتی ہے،

R = دی گئی حرارت پر عنصر کی مقاومت
α = عنصر کا حرارتی عدد
Ro = عنصر کی مقاومت 0°°C پر

RTD کی اہم خصوصیات

• ٹھرمیسٹر اور ٹھرمی کوپلز کے مقابلے میں وہ بہت حساس اور بہت سستے ہیں

• وہ -182.96°°C سے 630.74°°C تک کی حرارت کو معلوم کر سکتے ہیں

ٹھرمی کوپلز

ٹھرمی کوپلز ہیں جو حرارت کے ترانسڈیوسر ہیں جن کی بنیادی طور پر مختلف میٹل کے دو جنکشن ہوتے ہیں، جیسے کپر اور کنستانٹین جو کوئیل ہوتے ہیں۔ ایک جنکشن کو متعین (کول) جنکشن کے طور پر متعین حرارت پر رکھا جاتا ہے، جبکہ دوسرا میسنگ (ہاٹ) جنکشن ہوتا ہے۔ جب دونوں جنکشن مختلف حرارت پر ہوتے ہیں تو جنکشن پر ولٹیج پیدا ہوتی ہے جس کا استعمال حرارت کی میعاد کرنے کے لئے کیا جاتا ہے۔

ٹھرمی کوپل کا مبدأ

جبہ دو میٹلز کے جنکشن، جیسے کپر اور کانسٹینٹن، کو جب ملا دیا جاتا ہے تو ان کے درمیان پوٹنشل فرق پیدا ہوتا ہے۔ اس پدیدہ کو سیبک اثر کہا جاتا ہے کیونکہ گریڈیئنٹ کے نتیجے میں تھرمیل وائرز کے درمیان ایم ایف پیدا ہوتا ہے۔ پھر تھرمکوپل سے آؤٹ پٹ ولٹیج درجہ حرارت کی تبدیلی کا ایک فنکشن ہوتا ہے۔

تھرمکوپلز کی اہم خصوصیات

• تھرمکوپلز کے ذریعے -200°سے لے کر +2000°سے زائد درجہ حرارت کا پیمائش کیا جا سکتا ہے جو آر ٹی ڈی اور تھرمیسٹرز کے مقابلے میں ایک فائدہ ہے۔

• یہ سرگرم ٹرانسدیوس ہیں تو ان کو درجہ حرارت کے پیمائش کے لیے کسی بیرونی سرس کی ضرورت نہیں ہوتی جیسے آر ٹی ڈی اور تھرمیسٹرز کی طرح۔

• یہ آر ٹی ڈی اور تھرمیسٹرز کے مقابلے میں سستے ہیں۔

• یہ آر ٹی ڈی اور تھرمیسٹرز کے مقابلے میں کم درستگی کے حامل ہیں تو عام طور پر عالی دقت کام کے لیے استعمال نہیں کیے جاتے۔

اینٹیگریٹڈ سرکٹ ٹیمپریچر ٹرانسدیوز

یہ درجہ حرارت کے پیمائش کے لیے مونولیتھک الیکٹرانک سرکٹس کے ساتھ درجہ حرارت کے سینسر کا مجموعہ استعمال کرتے ہیں۔
ان کے قسم یہ ہیں:

• ایل ایم 335 – یہ 10 ملی ولٹ/°کے آؤٹ پٹ فراہم کرتا ہے۔

• ایل ایم 34 – یہ 10 ملی ولٹ/°اف آؤٹ پٹ فراہم کرتا ہے۔

• ایڈ 592 – یہ 1 مائیکرو ایمپیئر/°کے آؤٹ پٹ فراہم کرتا ہے۔

ایل ایم 335 سیریز کی وضاحت

ایل ایم 335 درجہ حرارت کا حساس زینر ڈائود ہے، جو کسی درجہ حرارت کی تبدیلی کے وقت اپنے بریک ڈاؤن ریجن میں ریورس بائیسڈ ہو جاتا ہے اور آؤٹ پٹ دیتا ہے:

θ = درجہ حرارت در °سی

میزیدگیوں کے ملحوظہ خصوصیات

• یہ لکیری ٹیمپریچر ترانسڈیوسرز ہیں

• یہ بہت سستے ہیں

• ان کا عامل کام کرنے کا رینج 0 – 200oC ہوتا ہے جو ان کا اصل نقص ہے۔

بیان: اصلي کو سمجھنا، اچھے مضامین شئیرنگ کے قابل ہیں، اگر کوئی ناقصی ہو تو حذف کرنے کے لئے رابطہ کریں۔