Transductor de Temperatura

Definició: Un transductor de temperatura és un dispositiu elèctric que converteix l'energia tèrmica en quantitats físiques com el desplaçament, la pressió o un senyal elèctric. La seva funció principal és permetre la mesura automàtica de la temperatura. El principi fonamental d'un transductor de temperatura és detectar el calor i després convertir aquesta informació en un format llegible per a la transmissió.

Característiques del Transductor de Temperatura

• La entrada és invariablement una quantitat tèrmica.

• Els transductors solen convertir la quantitat tèrmica en una quantitat alternada.

• S'utilitzen per mesurar la temperatura i el flux de calor dins dels dispositius.

Element Sensor

L'element sensor utilitzat en un transductor de temperatura ha de tenir la propietat de canviar les seves característiques en resposta a les variacions de temperatura. Per exemple, en un termòmetre de resistència, el metall platí serveix com a element sensor. Les exigències clau per a l'element sensor són les següents:

• L'element sensor de temperatura converteix la temperatura en calor.

• Ha d'haver-hi un canvi significatiu en la resistència respecte a la temperatura.

• L'element sensor ha de tenir una altra resistivitat.

Tipus de Transductors de Temperatura

Els transductors de temperatura es classifiquen principalment en dos tipus amplis:

Dispositius Sensor de Temperatura de Contacte

En aquest tipus de transductor, l'element sensor està connectat directament a la font de calor. La transferència de calor ocorre mitjançant el fenomen de la conducció, que és el procés pel qual el calor es transfereix d'una substància a una altra sense el moviment de les substàncies mateixes.

Dispositius Sensor de Temperatura de No-contacte

Aquí, l'element sensor no entra en contacte directe amb la font de calor. En comptes, depenen del fenomen de la convecció per a la transferència de calor. La convecció és el procés en què el calor es transfereix per

Els termòmetres de resistència es classifiquen en dos tipus principals:

• Termòmetres de Resistència amb Coeficient de Temperatura Negatiu (NTC): Aquests són principalment utilitzats per a la detecció de la temperatura. Com indica el nom, la resistència d'un termistor NTC disminueix quan la temperatura augmenta. Aquesta característica els fa altament efectius per a la detecció precisa de canvis de temperatura.

• Termòmetres de Resistència amb Coeficient de Temperatura Positiu (PTC): Els termòmetres PTC són principalment utilitzats per al control de la corrent. Quan la temperatura augmenta, la resistència d'un termistor PTC també augmenta. Aquesta propietat els permet regular el flux de la corrent elèctrica en diverses aplicacions.

• Principi de Funcionament dels Termòmetres de Resistència: Els metalls presenten una propietat on la seva resistència varia amb la temperatura. Els termòmetres de resistència s'apliquen aquest principi per a la mesura de la temperatura. El platí és comunament utilitzat com a element sensor en termòmetres de resistència de alta precisió. Gràcies a la relació estable i previsible entre la resistència i la temperatura del platí, aquests termòmetres poden mesurar amb precisió la temperatura ambiental. Mesurant la resistència de l'element de platí, es pot determinar amb precisió la temperatura corresponent, fent dels termòmetres de resistència una opció fiable per a una àmplia gamma d'aplicacions de monitorització de la temperatura.

Couples Tèrmics: Un couple tèrmic és un dispositiu que converteix la temperatura en energia elèctrica al punt de contacte. Funciona basant-se en el principi que diferents metalls tenen coeficients de temperatura distintos. Quan es junten dos metalls diferents per formar una junta, ocorre un fenomen conegut com l'efecte Seebeck. Quan la temperatura a la junta canvia, es genera un voltatge a través de la junta. Significativament, aquest voltatge induït és directament proporcional a la diferència de temperatura entre la junta i un punt de referència. Aquesta relació lineal entre el voltatge generat i la temperatura permet als couples tèrmics ser molt eficients en la mesura precisa de la temperatura. S'utilitzen amplament en diverses aplicacions industrials, científiques i domèstiques, on la monitorització i el control precisos de la temperatura són crucials, com en forns, fornals i sistemes de control de processos industrials.

Transductor de Temperatura Integrat en Circuit: Un transductor de temperatura integrat en circuit (IC) utilitza una combinació d'un element sensor de temperatura i un circuit electrònic per mesurar la temperatura. Aquest tipus de transductor es caracteritza per la seva resposta lineal, que simplifica el procés de convertir la temperatura sentida en una sortida elèctrica que es pot interpretar fàcilment. No obstant això, una de les desavantatges notables del transductor de temperatura integrat és el seu rang operatiu relativament estret. Normalment funciona dins d'un interval de temperatura de 0°C a 200°C. Aquest rang limitat restringeix la seva aplicabilitat en certs entorns de temperatures altes o baixes on es requereix una cobertura més ampla de temperatures.

Malgrat aquest defecte, els transductors de temperatura IC són amplament utilitzats en nombroses aplicacions com la electrònica de consum, on la seva mida compacta, linealitat i interfícies relativament simples els fan una opció preferida per a la monitorització de la temperatura dins del rang especificat de temperatures.moviment de la substància. Els transductors de no-contacte es poden subcategoritzar més, amb un exemple sent el termistor. Un termistor és un tipus de resistor la resistència del qual canvia amb la temperatura. La seva resistència es mesura passant una corrent directa petita i mesurada, que a la vegada provoca una caiguda de tensió a través de la resistència.