Lämpötilamuunnin

Määratlus: Temperatuuritransduktor on elektriline seade, mis teisendab soojuse füüsikalistesse suurustesse, nagu nihke, rõhu või elektrilist signaali. Selle peamine funktsioon on võimaldada temperatuuri automaatset mõõtmist. Temperatuuritransduktori aluseks on põhimõte, et tuvastada soojus ja seejärel seda teavet teisendada lugemiseks sobivale vormingule.

Temperatuuritransduktori omadused

• Sisend on alati soojusesuurus.

• Transduktorid tavaliselt teisendavad soojusesuurust alterneeriva suuruseks.

• Nende kasutatakse seadmete sisesel temperatuuri ja soojusvoolu mõõtmisel.

Tuvastussüsteem

Temperatuuritransduktoris kasutatav tuvastussüsteem peab omama omadust, et tema omadused muutuvad vastavalt temperatuurimuutustele. Näiteks termomeetris kasutatakse platinmetaali tuvastussüsteemina. Tuvastussüsteemi peamised nõuded on järgmised:

• Temperatuuri - tuvastussüsteem teisendab temperatuuri soojusse.

• Peab olema oluline vastupanu muutus vastavalt temperatuurile.

• Tuvastussüsteem peab omama kõrget vastupanu.

Temperatuuritransduktorite tüübid

Temperatuuritransduktorid jagunevad peamiselt kahele laiale tüübile:

Kontaktilised temperatuurituvastussüsteemid

Sellistes transduktorites on tuvastussüsteem otse ühendatud soojuse allika. Soojuse edastumine toimub juhtimise fenomeni kaudu, mis on protsess, millega soojus edastatakse ühest aineest teise ilma, et need liigutaksid endid.

Mittekontaktilised temperatuurituvastussüsteemid

Siin ei tulge tuvastussüsteem otse kontakti soojuse allikaga. Selle asemel sõltuvad nad konvektsioonifänomenist, mis on protsess, kus soojus edastatakse

Vastupanu termomeetrid jagunevad kahele peamisele tüübile:

• Negatiivne temperatuuriga (NTC) vastupanu termomeeter: Need kasutatakse peamiselt temperatuuri tuvastamiseks. Nime järgi vähenekse vastupanu termistori vastupanus, kui temperatuur tõuseb. See omadus muudab need väga efektiivseks temperatuurimuutuste täpseks tuvastamiseks.

• Positiivne temperatuuriga (PTC) vastupanu termomeeter: PTC termomeetrite kasutatakse peamiselt voolu reguleerimiseks. Kui temperatuur tõuseb, siis tõuseb ka PTC termistori vastupanus. See omadus võimaldab neil reguleerida elektrivoolu erinevates rakendustes.

• Vastupanu termomeetrite tööpõhimõte: Metallidel on omadus, et nende vastupanus muutub temperatuuriga. Vastupanu termomeetrid kasutavad seda põhimõtet temperatuuri mõõtmiseks. Platina kasutatakse tavaliselt kõrge täpsusega vastupanu termomeetrites. Platina stabiilsel ja ennustataval vastupanu-temperatuuri suhtel võimaldavad need termomeetrid täpselt mõõta ümbruskonna temperatuuri. Platinaelemendi vastupanu mõõtmine võimaldab täpselt määrata vastav temperatuur, mis muudab vastupanu termomeetride usaldusväärseks valikuna laia valikut temperatuuri jälitamise rakenduste jaoks.

Termopaarid: Termopaar on seade, mis teisendab temperatuuri elektriliseks energiaks kontaktipunktis. See toimib põhimõttel, et erinevad metallid omavad erinevaid temperatuurkoefitsiente. Kui kaks erinevat metalli ühendatakse, tekib ühenduspunkt, kus toimub Seebecki efekt. Kui ühenduspunkti temperatuur muutub, genereeritakse ühenduspunkti lähedal spännus. See spännus on otseproportsionaalne ühenduspunkti ja viitetemperatuuri vahelise temperatuurierinevusega. See lineaarne suhe loodud spännuse ja temperatuuri vahel võimaldab termopaaridel olla väga efektiivsed temperatuuri täpseks mõõtmiseks. Neid kasutatakse laialdaselt erinevates tööstuslikutes, teaduslikes ja kodumaistes rakendustes, kus on vaja täpset temperatuuri jälgimist ja kontrollimist, näiteks ahju, ahi ja tööstuslike protsesside juhtimissüsteemides.

Integreeritud kiipe (IC) temperatuuritransduktor: Integreeritud kiipe (IC) temperatuuritransduktor kasutab kombinatsiooni temperatuuri - tuvastussüsteemiga ja elektronilise tsirkuitiga, et mõõta temperatuuri. Sellise transduktori iseloomulik omadus on tema lineaarne reageerimine, mis lihtsustab mõõdetud temperatuuri teisendamist elektriliseks väljundiks, mis on lihtsalt interpreteeritav. Siiski on üks integreeritud temperatuuritransduktori märkimisväärseid puudusi selle piiratud töötamisvahemik. Tavaliselt toimib see temperatuurivahemikus 0°C kuni 200°C. See piiratud vahemik piirab selle rakendamisvõimet mõnes külmema või kuumema keskkonnas, kus on vaja laiemat temperatuurivahemiku. Hoolimata sellest puudusest, on IC temperatuuritransduktorid laialdaselt kasutusel paljudes rakendustes, nagu tarbijaelektronika, kus nende kompaktne suurus, lineaarsus ja suhteliselt lihtne ühendamine muudavad need eelistatud valikuna temperatuuri jälgimiseks määratud temperatuurivahemikus. Mittekontaktiliste transduktorite saab veelgi alamkategooriateks, näiteks termistor. Termistor on vastupanu tüüp, mille vastupanus muutub temperatuuriga. Selle vastupanu mõõdetakse, edastades väike, mõõdetud otspärand, mis omakorda tekitab spännuse languse vastupanu kohal.