Temperaturtransducer

Definition: En temperaturtransducer er en elektrisk enhed, der konverterer termisk energi til fysiske størrelser som forskydning, tryk eller et elektrisk signal. Dens primære funktion er at muliggøre automatisk måling af temperatur. Den fundamentale princippet bag en temperaturtransducer er at opdage varme og derefter konvertere denne information til en læsbar form for overførsel.

Egenskaber ved Temperaturtransduceren

• Inputtet er altid en termisk størrelse.

• Transducere konverterer typisk den termiske størrelse til en alternerende størrelse.

• De anvendes til at måle temperaturen og varmestrømmen i enheder.

Sensorelement

Det sensorelement, der anvendes i en temperaturtransducer, skal have egenskaben, at dets karakteristika ændrer sig i respons på temperaturvariationer. For eksempel bruges platinmetall som sensorelement i en resistancetermometer. Nøglegenskaber for sensorelementet er følgende:

• Temperaturesensorelementet konverterer temperatur til varme.

• Der skal være en betydelig ændring i modstand med hensyn til temperatur.

• Sensorelementet skal have høj modstand.

Typer af Temperaturtransducere

Temperaturtransducere inddeles hovedsageligt i to bredte typer:

Kontaktemperatursensor-enheder

I denne type transducer er sensorelementet direkte forbundet til varmekilden. Varmetransfer sker gennem fænomenet konduktion, som er processen, hvorved varme overføres fra én stof til en anden uden bevægelse af stofferne selv.

Ikke-kontakttype Temperatursensor-enheder

Her kommer sensorelementet ikke i direkte kontakt med varmekilden. I stedet regner de med konvektionsfænomenet for varmetransfer. Konvektion er processen, hvorved varme overføres ved

Resistancetermometre inddeles i to hovedtyper:

• Negativ Temperaturkoefficient (NTC) Resistancetermometre: Disse anvendes primært til temperaturmåling. Som navnet antyder, falder modstanden i en NTC-thermistor, når temperaturen stiger. Denne egenskab gør dem yderst effektive i præcis detektering af temperaturændringer.

• Positiv Temperaturkoefficient (PTC) Resistancetermometre: PTC-termometre anvendes hovedsageligt til strømkontrol. Når temperaturen stiger, stiger også modstanden i en PTC-thermistor. Denne egenskab gør det muligt for dem at regulere strømfloden i forskellige applikationer.

• Arbejdsmåde for Resistancetermometre: Metaller har en egenskab, hvor deres modstand varierer med temperaturen. Resistancetermometre udnytter dette princip til temperaturmåling. Platin anvendes ofte som sensorelement i højpræcision resistancetermometre. På grund af platins stabile og forudsigelige modstand-temperaturforhold kan disse termometre præcist måle omgivende temperatur. Ved at måle modstanden i platinelementet kan den korresponderende temperatur præcist bestemmes, hvilket gør resistancetermometre til en pålidelig valgmulighed for en lang række temperatur-overvågningsapplikationer.

Termokobler: En termokoble er en enhed, der konverterer temperatur til elektrisk energi ved kontaktpunktet. Den fungerer baseret på princippet, at forskellige metaller har forskellige temperaturkoefficienter. Når to forskellige metaller er forbundet sammen for at danne en junction, forekommer et fænomen kendt som Seebeck-effekten. Når temperaturen ved junctionen ændres, induceres en spænding over junctionen. Betydeligt er, at denne inducerede spænding er direkte proportional med temperaturforskellen mellem junctionen og et referencepunkt. Dette lineære forhold mellem den genererede spænding og temperaturen gør termokobler yderst effektive i præcis måling af temperatur. De anvendes bredt i forskellige industrielle, videnskabelige og hjemlige applikationer, hvor præcis temperatur-overvågning og -kontrol er afgørende, såsom i ovne, industrielle proceskontrolsystemer osv.

Integreret Kredsløb Temperaturtransducer: En integreret kredsløb (IC) temperaturtransducer anvender en kombination af et temperatur-sensorelement og et elektronisk kredsløb til at måle temperatur. Denne type transducer er karakteriseret ved sin lineære respons, hvilket forenkler processen med at konvertere den registrerede temperatur til en elektrisk output, der nemt kan fortolkes. Dog er en af de bemærkelsesværdige ulemper ved den integrerede temperaturtransducer dens relativt snævre driftsområde. Den fungerer typisk inden for et temperaturinterval på 0°C til 200°C. Dette begrænsede interval begrænser dets anvendelighed i visse højt- eller lavtemperaturmiljøer, hvor et bredere temperaturdækning er nødvendigt.Trot ikke mindst denne svaghed, anvendes IC-temperaturtransducere bredt i mange applikationer som forbrugerelektronik, hvor deres kompakte størrelse, linearitet og relativt simple grænseflade gør dem til en foretrukken valgmulighed for temperatur-overvågning inden for det angivne temperaturinterval. Ikke-kontakttype transducere kan yderligere underopdeles, med et eksempel værende thermistor. En thermistor er en type resistor, hvis modstand ændrer sig med temperaturen. Dens modstand måles ved at sende en lille, målt direkte strøm, hvilket i sin tur forårsager en spændningsnedgang over modstanden.