তাপমাত্রা ট্রান্সডিউসার

সংজ্ঞা: তাপমাত্রা ট্রান্সডিউসার একটি বৈদ্যুতিক ডিভাইস যা তাপ শক্তিকে সরণ, চাপ, বা একটি বৈদ্যুতিক সিগন্যাল মতো পদার্থিক পরিমাণে রূপান্তর করে। এর প্রধান ফাংশন হল তাপমাত্রার স্বয়ংক্রিয় পরিমাপ সম্ভব করা। তাপমাত্রা ট্রান্সডিউসারের মৌলিক নীতি হল তাপ শনাক্ত করা এবং তারপর এই তথ্যটি প্রেরণের জন্য পঠনযোগ্য ফর্ম্যাটে রূপান্তর করা।

তাপমাত্রা ট্রান্সডিউসারের বৈশিষ্ট্য

• ইনপুট সবসময় একটি তাপীয় পরিমাণ।

• ট্রান্সডিউসার সাধারণত তাপীয় পরিমাণকে একটি পরিবর্তনশীল পরিমাণে রূপান্তর করে।

• এগুলি ডিভাইসের মধ্যে তাপমাত্রা এবং তাপ প্রবাহ পরিমাপ করার জন্য ব্যবহৃত হয়।

সেন্সিং এলিমেন্ট

তাপমাত্রা ট্রান্সডিউসারে ব্যবহৃত সেন্সিং এলিমেন্টটি তাপমাত্রা পরিবর্তনের প্রতিক্রিয়ায় তার বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করার বৈশিষ্ট্য অবশ্যই থাকতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, একটি রোধ থার্মোমিটারে, প্লাটিনাম ধাতু সেন্সিং এলিমেন্ট হিসাবে কাজ করে। সেন্সিং এলিমেন্টের প্রধান আবশ্যকতাগুলি নিম্নরূপ:

• তাপমাত্রা - সেন্সিং এলিমেন্ট তাপমাত্রাকে তাপে রূপান্তর করে।

• তাপমাত্রার সাথে সাথে রোধের পরিমাণে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন হওয়া উচিত।

• সেন্সিং এলিমেন্টটি উচ্চ রোধিত্ব অবশ্যই থাকতে হবে।

তাপমাত্রা ট্রান্সডিউসারের প্রকারভেদ

তাপমাত্রা ট্রান্সডিউসার মূলত দুইটি ব্রড ধরনে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

সংযোগ তাপমাত্রা সেন্সর ডিভাইস

এই ধরনের ট্রান্সডিউসারে, সেন্সিং এলিমেন্টটি তাপ উৎসের সাথে সরাসরি সংযুক্ত থাকে। তাপ স্থানান্তর ঘটে পরিবহন ঘটনার মাধ্যমে, যা হল একটি পদার্থ থেকে অন্য পদার্থে তাপ স্থানান্তর হওয়ার প্রক্রিয়া যেখানে পদার্থগুলি নিজেরা নড়াচড়া করে না।

অ-সংযোগ ধরনের তাপমাত্রা সেন্সর ডিভাইস

এখানে, সেন্সিং এলিমেন্টটি তাপ উৎসের সাথে সরাসরি সংযুক্ত হয় না। বরং, তারা তাপ স্থানান্তরের জন্য পরিবহন ঘটনার উপর নির্ভর করে। পরিবহন হল এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে তাপ পদার্থের গতিতে স্থানান্তর হয়।

রোধ থার্মোমিটার দুইটি প্রধান ধরনে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

• নেগেটিভ তাপমাত্রা সহগ (NTC) রোধ থার্মোমিটার: এগুলি মূলত তাপমাত্রা সেন্সিং এর জন্য ব্যবহৃত হয়। নামের অর্থ অনুযায়ী, NTC থার্মিস্টরের রোধ তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে হ্রাস পায়। এই বৈশিষ্ট্য তাদের তাপমাত্রা পরিবর্তন সঠিকভাবে শনাক্ত করার জন্য খুব কার্যকর করে তোলে।

• পজিটিভ তাপমাত্রা সহগ (PTC) রোধ থার্মোমিটার: PTC থার্মোমিটার মূলত বিদ্যুৎ প্রবাহ নিয়ন্ত্রণের জন্য ব্যবহৃত হয়। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে PTC থার্মিস্টরের রোধও বৃদ্ধি পায়। এই বৈশিষ্ট্য তাদের বিভিন্ন প্রয়োগে বিদ্যুৎ প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়।

• রোধ থার্মোমিটারের কার্যপ্রণালী: ধাতুগুলি তাপমাত্রার সাথে তাদের রোধ পরিবর্তন করে এমন একটি বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। রোধ থার্মোমিটার তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য এই নীতিটি ব্যবহার করে। উচ্চ-প্রশিক্ষণ রোধ থার্মোমিটারে প্লাটিনাম সাধারণত সেন্সিং এলিমেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। প্লাটিনামের স্থিতিশীল এবং পূর্বানুমানী রোধ-তাপমাত্রা সম্পর্কের কারণে, এই থার্মোমিটারগুলি সুরক্ষিত তাপমাত্রা পরিমাপ করতে পারে। প্লাটিনাম এলিমেন্টের রোধ পরিমাপ করে, সম্পর্কিত তাপমাত্রা সুনিশ্চিতভাবে নির্ধারণ করা যায়, যা রোধ থার্মোমিটারগুলিকে বিভিন্ন তাপমাত্রা-নিরীক্ষণ প্রয়োগের জন্য একটি বিশ্বস্ত বিকল্প করে তোলে।

থার্মোকাপল: একটি থার্মোকাপল হল এমন একটি ডিভাইস যা তাপমাত্রাকে সংযোগ বিন্দুতে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে। এটি ভিন্ন ধাতুগুলি ভিন্ন তাপমাত্রা সহগ বিশিষ্ট হয় এই নীতির উপর ভিত্তি করে কাজ করে। যখন দুইটি ভিন্ন ধাতু একটি জাঙ্কশন গঠনের জন্য যুক্ত হয়, তখন সি বেক প্রভাব ঘটে। জাঙ্কশনের তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে সাথে জাঙ্কশনের উপর একটি ভোল্টেজ প্রবাহিত হয়। উল্লেখযোগ্যভাবে, এই প্রবাহিত ভোল্টেজ জাঙ্কশন এবং একটি রেফারেন্স পয়েন্টের মধ্যে তাপমাত্রা পার্থক্যের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। উৎপন্ন ভোল্টেজ এবং তাপমাত্রার মধ্যে এই রৈখিক সম্পর্ক থার্মোকাপলগুলিকে তাপমাত্রা সঠিকভাবে পরিমাপ করার জন্য খুব কার্যকর করে তোলে। তারা বিভিন্ন শিল্প, বিজ্ঞান, এবং গৃহস্থালি প্রয়োগে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যেখানে সুনিশ্চিত তাপমাত্রা নিরীক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন, যেমন ফার্নেস, ওভেন, এবং শিল্প প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমে।

ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট তাপমাত্রা ট্রান্সডিউসার: একটি ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (IC) তাপমাত্রা ট্রান্সডিউসার তাপমাত্রা সেন্সিং এলিমেন্ট এবং একটি ইলেকট্রনিক সার্কিটের সংমিশ্রণ ব্যবহার করে তাপমাত্রা পরিমাপ করে। এই ধরনের ট্রান্সডিউসার তার রৈখিক প্রতিক্রিয়া দ্বারা বিশিষ্ট, যা সেন্স করা তাপমাত্রাকে একটি বৈদ্যুতিক আউটপুটে রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে সরলীকরণ করে। তবে, ইন্টিগ্রেটেড তাপমাত্রা ট্রান্সডিউসারের একটি উল্লেখযোগ্য দুর্বলতা হল তার সাপেক্ষভাবে সংকীর্ণ কার্যক্ষম পরিসীমা। এটি সাধারণত 0°C থেকে 200°C পর্যন্ত তাপমাত্রা পরিসীমায় কাজ করে। এই সীমিত পরিসীমা তাকে কিছু উচ্চ-তাপমাত্রা বা নিম্ন-তাপমাত্রা পরিবেশে ব্যবহার করার জন্য সীমাবদ্ধ করে, যেখানে ব্যাপক তাপমাত্রা পরিসীমা প্রয়োজন।

এই দুর্বলতা সত্ত্বেও, IC তাপমাত্রা ট্রান্সডিউসারগুলি বিভিন্ন প্রয়োগে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যেমন গ্রাহক ইলেকট্রনিক্স, যেখানে তাদের ছোট আকার, রৈখিকতা, এবং সাপেক্ষভাবে সহজ ইন্টারফেস তাদের নির্দিষ্ট তাপমাত্রা পরিসীমার মধ্যে তাপমাত্রা নিরীক্ষণের জন্য একটি পছন্দের বিকল্প করে তোলে। অ-সংযোগ ধরনের ট্রান্সডিউসারগুলি আরও উপ-বিভাগে বিভক্ত করা যায়, যেমন থার্মিস্টর। থার্মিস্টর এমন একটি রেজিস্টর যার রোধ তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়। তার রোধ পরিমাপ করা হয় একটি ছোট, মাপা ডায়ারেক্ট কারেন্ট পাস করে, যা প্রতিরোধের উপর একটি ভোল্টেজ ড্রপ ঘটায়।