Temperaturni transduktor

Definicija: Temperaturni transduktor je električki uređaj koji pretvara toplinsku energiju u fizičke veličine poput pomaka, tlaka ili električnog signala. Njegova osnovna funkcija je omogućiti automatsko mjerenje temperature. Osnovni princip temperaturnog transduktora je otkriti toplinu, a zatim tu informaciju pretvoriti u čitljiv format za prijenos.

Karakteristike temperaturnog transduktora

• Ulaz je uvijek toplinska količina.

• Transduktori tipično pretvaraju toplinsku količinu u izmjeničnu količinu.

• Koriste se za mjerenje temperature i toka topline unutar uređaja.

Senzorski element

Senzorski element koji se koristi u temperaturnom transduktoru mora imati osobinu da njegove karakteristike mijenjaju u odgovoru na promjene temperature. Na primjer, u otpornom termometru, platinasti metal služi kao senzorski element. Ključne pretpostavke za senzorski element su sljedeće:

• Temperaturni - senzorski element pretvara temperaturu u toplinu.

• Trebala bi biti značajna promjena otpora s obzirom na temperaturu.

• Senzorski element mora imati visoku specifičnu otpornost.

Vrste temperaturnih transduktora

Temperaturni transduktori su uglavnom podijeljeni u dvije šire vrste:

Uređaji sa kontaktirajućim temperaturnim senzorima

U ovom tipu transduktora, senzorski element je direktno povezan s izvorom topline. Prijenos topline događa se putem pojave provodnosti, što je proces prenosa topline s jedne tvari na drugu bez pokreta tvari samih.

Uređaji sa nekontaktirajućim temperaturnim senzorima

Ovdje, senzorski element ne dolazi u direktni kontakt s izvorom topline. Umjesto toga, oni se oslanjaju na pojavu konvekcije za prijenos topline. Konvekcija je proces u kojem se toplina prenosi putem

Otporni termometri su podijeljeni u dvije glavne vrste:

• Termometri s negativnim koeficijentom temperature (NTC): Ovi se uglavnom koriste za mjerenje temperature. Kao što naziv sugerira, otpor NTC termistora smanjuje se kako temperatura raste. Ova osobina čini ih vrlo učinkovitim za precizno otkrivanje promjena temperature.

• Termometri s pozitivnim koeficijentom temperature (PTC): PTC termometri se uglavnom koriste za kontrolu struje. Kada temperatura raste, otpor PTC termistora također raste. Ova osobina omogućuje im reguliranje toka električne struje u raznim aplikacijama.

• Načelo funkcioniranja otpornih termometara: Metali imaju osobinu da njihov otpor varira s temperaturom. Otporni termometri iskorištavaju ovo načelo za mjerenje temperature. Platinu se često koristi kao senzorski element u visokopreciznim otpornim termometrima. Zbog stabilne i predvidljive veze otpora i temperature platinu, ovi termometri mogu precizno mjeriti okolinu temperaturu. Mjeranjem otpora platinastog elementa, odgovarajuća temperatura može se točno utvrditi, što čini otporne termometre pouzdanom opcijom za mnoge aplikacije nadzora temperature.

Termoelementi: Termoelement je uređaj koji pretvara temperaturu u električnu energiju u točki kontakta. Funkcionira na principu da različiti metali posjeduju različite temperaturne koeficijente. Kada se dva različita metala spoje da formiraju spajanje, događa se pojava poznata kao Seebeckov efekt. Kako temperatura u spajanju mijenja, inducirana je napona kroz spajanje. Važno je, ova inducirana napona je direktno proporcionalna razlici temperature između spajanja i referentne točke. Ova linearna veza između generiranog napona i temperature omogućuje termoelementima da budu vrlo učinkoviti u preciznom mjerenju temperature. Široko se koriste u različitim industrijskim, znanstvenim i domaćim aplikacijama, gdje je ključno precizno praćenje i kontrola temperature, kao što su peći, pećnice i sustavi za upravljanje industrijskim procesima.

Integrirani sklop za temperaturni transduktor: Integrirani sklop (IC) za temperaturni transduktor koristi kombinaciju senzorskog elementa za temperaturu i elektroničkog sklopa za mjerenje temperature. Ovaj tip transduktora karakterizira linearni odziv, što pojednostavljuje postupak pretvaranja osetljive temperature u električni izlaz koji se lako tumači. Međutim, jedan od značajnih nedostataka integriranog temperaturnog transduktora je relativno uski radni raspon. Obično funkcionira unutar temperaturnog raspona od 0°C do 200°C. Ovaj ograničeni raspon ograničava njegovu primjenjivost u određenim visokotemperaturnim ili niskotemperaturnim okruženjima gdje je potreban širi temperaturni pokrivač.

Unatoč ovom nedostatku, IC temperaturni transduktori su široko korišteni u mnogim aplikacijama poput potrošačke elektronike, gdje njihova kompaktna veličina, linearnost i relativno jednostavna sučelja čine ih preferiranim izborom za praćenje temperature unutar određenog temperaturnog raspona. Pokretanje tvari. Necontactni tipovi transduktora mogu biti dalje podijeljeni, s jednim primjerom budeći termistor. Termistor je vrsta otpornika čiji se otpor mijenja s temperaturom. Njegov otpor mjeren je prolaženjem malog, izmjerene jednosmjernog struja, što uzrokuje pad napona kroz otpor.