Temperatuurtransduser

Definisie: 'n Temperatuurtransduser is 'n elektriese toestel wat termiese energie omskep na fisiese groothede soos verskuiwing, druk, of 'n elektriese sein. Sy primêre funksie is om die outomatiese meting van temperatuur te moontlik te maak. Die grondbeginsel agter 'n temperatuurtransduser is om hitte te bespeur en hierdie inligting dan om te skakel na 'n leesbare formaat vir oordrag.

Eienskappe van die Temperatuurtransduser

• Die invoer is altyd 'n termiese grootheid.

• Transdusers omskep tipies die termiese grootheid na 'n wisselende grootheid.

• Hulle word gebruik om die temperatuur en warmtestroom binne toestelle te meet.

Sensorelement

Die sensorelement wat in 'n temperatuurtransduser gebruik word, moet die eienskap hê dat sy kenmerke verander as reaksie op temperatuurvariasies. Byvoorbeeld, in 'n weerstandsthermometer dien platina metaal as sensorelement. Belangrike vereistes vir die sensorelement is as volg:

• Die temperatuur - sensorelement omskep temperatuur na warmte.

• Daar moet 'n beduidende verandering in weerstand ten opsigte van temperatuur wees.

• Die sensorelement moet hoë weerstandsheid hê.

Tipes Temperatuurtransdusers

Temperatuurtransdusers word hoofsaaklik in twee breë tipes geklassifiseer:

Kontak Temperatuursensor Toestelle

In hierdie tipe transduser is die sensorelement direk aan die warmtebron gekoppel. Warmte-oordrag vind plaas deur die verskynsel van geleiding, wat die proses is waardeur warmte van een stof na 'n ander oorgedra word sonder die beweging van die stowwe self.

Nie-kontak Tipe Temperatuursensor Toestelle

Hier kom die sensorelement nie in direkte kontak met die warmtebron nie. In plaas daarvan is hulle afhanklik van die konveksieverskynsel vir warmte-oordrag. Konveksie is die proses waardeur warmte oorgedra word deur die

Weerstandsthermometers word in twee hoof tipes geklassifiseer:

• Negatiewe Temperatuurkoëffisiënt (NTC) Weerstandsthermometers: Hierdie word hoofsaaklik vir temperatuurbepaling gebruik. Soos die naam impliseer, verminder die weerstand van 'n NTC-thermistor as die temperatuur styg. Hierdie kenmerk maak dit baie effektief in die akkurate beskening van temperatuurveranderinge.

• Positiewe Temperatuurkoëffisiënt (PTC) Weerstandsthermometers: PTC-thermometers word hoofsaaklik vir stroombeheer gebruik. Wanneer die temperatuur styg, neem die weerstand van 'n PTC-thermistor ook toe. Hierdie eienskap laat hulle toe om die vloei van elektriese stroom in verskeie toepassings te reguleer.

• Werkprinsipe van Weerstandsthermometers: Metale vertoon 'n eienskap waarvolgens hul weerstand varieer met temperatuur. Weerstandsthermometers maak gebruik van hierdie beginsel vir temperatuurbepaling. Platina word algemeen as sensorelement in hoëpresisie weerstandsthermometers gebruik. As gevolg van platina se stabiele en voorspelbare weerstand-temperatuurverhouding, kan hierdie thermometers die omringende temperatuur akkuraat meet. Deur die weerstand van die platina-element te meet, kan die ooreenkomstige temperatuur presies bepaal word, wat weerstandsthermometers 'n betroubare keuse maak vir 'n wyd spektrum van temperatuurbemonsterings-toepassings.

Termokoppels: 'n Termokoppel is 'n toestel wat temperatuur omskep na elektriese energie by die kontakpunt. Dit werk op die beginsel dat verskillende metale verskillende temperatuurkoëffisiënte het. Wanneer twee ongelyke metale saamgevoeg word om 'n knoop te vorm, vind 'n verskynsel bekend as die Seebeck-effek plaas. As die temperatuur by die knoop verander, word 'n spanning oor die knoop geïnduseer. Beduidend is dat hierdie geïnduseerde spanning direk eweredig is aan die temperatuurverskil tussen die knoop en 'n verwysingspunt. Hierdie lineêre verhouding tussen die gegenereerde spanning en temperatuur laat termokoppels toe om baie effektief te wees in die akkurate meting van temperatuur. Hulle word wyd gebruik in verskeie industriële, wetenskaplike, en huishoudelike toepassings, waar presiese temperatuurbemontering en -beheer belangrik is, soos in ovens, fornuise, en industriële prosesbeheersisteme.

Geïntegreerde Sirkuit Temperatuurtransduser: 'n Geïntegreerde sirkuit (IC) temperatuurtransduser maak gebruik van 'n kombinasie van 'n temperatuurbepalings-element en 'n elektroniese sirkuit om temperatuur te meet. Hierdie tipe transduser word gekenmerk deur sy lineêre reaksie, wat die proses van omskakeling van die gesenseerde temperatuur na 'n elektriese uitset wat maklik geïnterpreteer kan word, vereenvoudig. Echter, een van die noemenswaardige nadelen van die geïntegreerde temperatuurtransduser is sy relatief smal werkgebied. Dit funksioneer tipies binne 'n temperatuurspan van 0°C tot 200°C. Hierdie beperkte bereik beperk sy toepasbaarheid in sekere hoë- of laag-temperatuuromgewings waar 'n wyer temperatuurdekking vereis word.

Ten spyte van hierdie tekortkoming word IC-temperatuurtransdusers wyd gebruik in talryke toepassings soos verbruikers-elektronika, waar hul kompakte grootte, lineariteit, en relatief eenvoudige koppelmaatslae hulle 'n voorkeurkeuse maak vir temperatuurbemontering binne die spesifieke temperatuurspan. Nie-kontak tipe transdusers kan verder onderverdeel word, met 'n voorbeeld daarvan die thermistor. 'n Thermistor is 'n tipe weerstand wat se weerstand verander met temperatuur. Sy weerstand word gemeet deur 'n klein, gemeet direkstroom deur te laat vloei, wat op sy beurt 'n spanning-val oor die weerstand veroorsaak.