Temperatuurtransducer

Definitie: Een temperatuurtransducer is een elektrisch apparaat dat thermische energie omzet in fysieke grootheden zoals verplaatsing, druk of een elektrisch signaal. De primaire functie ervan is het automatisch meten van temperatuur. Het fundamentele principe van een temperatuurtransducer is warmte detecteren en deze informatie omzetten in een leesbaar formaat voor overdracht.

Eigenschappen van de Temperatuurtransducer

• De invoer is altijd een thermische hoeveelheid.

• Transducers zetten meestal de thermische hoeveelheid om in een wisselhoeveelheid.

• Ze worden gebruikt voor het meten van de temperatuur en warmtestroom binnen apparaten.

Meetelement

Het meetelement dat in een temperatuurtransducer wordt gebruikt, moet de eigenschap hebben dat zijn kenmerken veranderen als reactie op temperatuurvariaties. Bijvoorbeeld, in een weerstandsthermometer dient platina metaal als meetelement. De belangrijkste eisen voor het meetelement zijn als volgt:

• Het temperatuur-meetelement zet temperatuur om in warmte.

• Er moet een significante verandering in weerstand optreden ten opzichte van de temperatuur.

• Het meetelement moet een hoge weerstand hebben.

Soorten Temperatuurtransducers

Temperatuurtransducers worden voornamelijk ingedeeld in twee brede categorieën:

Contacttemperatuursensorapparatuur

Bij dit type transducer is het meetelement direct verbonden met de warmtebron. Warmtetransfer vindt plaats door het verschijnsel van geleiding, wat het proces is waarbij warmte wordt overgedragen van één substantie naar een andere zonder dat de substanties zelf bewegen.

Niet-contacttype Temperatuursensorapparatuur

Hier komt het meetelement niet in direct contact met de warmtebron. In plaats daarvan vertrouwen ze op het convectieverschijnsel voor warmtetransfer. Convection is het proces waarbij warmte wordt overgebracht door de

Weerstandsthermometers worden ingedeeld in twee hoofdtypen:

• Negatieve Temperatuurcoëfficiënt (NTC) Weerstandsthermometers: Deze worden voornamelijk gebruikt voor temperatuurmeting. Zoals de naam impliceert, neemt de weerstand van een NTC-thermistor af naarmate de temperatuur stijgt. Dit kenmerk maakt ze bijzonder effectief in het nauwkeurig detecteren van temperatuurveranderingen.

• Positieve Temperatuurcoëfficiënt (PTC) Weerstandsthermometers: PTC-thermometers worden voornamelijk gebruikt voor stroomregeling. Wanneer de temperatuur stijgt, neemt ook de weerstand van een PTC-thermistor toe. Deze eigenschap stelt hen in staat de stroom in verschillende toepassingen te reguleren.

• Werkingsprincipe van Weerstandsthermometers: Metalen vertonen het kenmerk dat hun weerstand varieert met de temperatuur. Weerstandsthermometers maken gebruik van dit principe voor temperatuurmeting. Platina wordt vaak gebruikt als meetelement in hoogprecisie weerstandsthermometers. Vanwege de stabiele en voorspelbare weerstand-temperatuurrelatie van platina, kunnen deze thermometers de omringende temperatuur nauwkeurig meten. Door de weerstand van het platina-element te meten, kan de corresponderende temperatuur precies worden bepaald, waardoor weerstandsthermometers een betrouwbare keuze zijn voor een breed scala aan temperatuurbewakingstoepassingen.

Thermokoppels: Een thermokoppel is een apparaat dat temperatuur omzet in elektrische energie op het contactpunt. Het werkt op basis van het principe dat verschillende metalen verschillende temperatuurcoëfficiënten hebben. Wanneer twee verschillende metalen worden verbonden om een junction te vormen, treedt een fenomeen op dat bekend staat als het Seebeck-effect. Als de temperatuur op de junction verandert, wordt er een spanning geïnduceerd over de junction. Belangrijk is dat deze geïnduceerde spanning recht evenredig is met het temperatuurverschil tussen de junction en een referentiepunt. Deze lineaire relatie tussen de gegenereerde spanning en de temperatuur maakt thermokoppels uitermate effectief in het nauwkeurig meten van temperatuur. Ze worden breed toegepast in verschillende industriële, wetenschappelijke en huishoudelijke toepassingen, waar nauwkeurige temperatuurbewaking en -regeling cruciaal zijn, zoals in ovens, fornuizen en industriële procescontrolesystemen.

Geïntegreerde Schakeling Temperatuurtransducer: Een geïntegreerde schakeling (IC) temperatuurtransducer maakt gebruik van een combinatie van een temperatuur-meetelement en een elektronische schakeling om temperatuur te meten. Dit type transducer wordt gekenmerkt door zijn lineaire respons, wat het proces van het omzetten van de gemeten temperatuur in een elektrische uitvoer die gemakkelijk te interpreteren is, vereenvoudigt. Echter, een van de opvallende nadelen van de geïntegreerde temperatuurtransducer is zijn relatief smalle werkingsbereik. Het functioneert meestal binnen een temperatuurbereik van 0°C tot 200°C. Dit beperkte bereik beperkt de toepasbaarheid in bepaalde hoge- of lage-temperatuomgevingen waar een breder temperatuurbereik vereist is.

Ondanks dit gebrek worden IC-temperatuurtransducers breed toegepast in talrijke toepassingen zoals consumentenelektronica, waar hun compacte grootte, lineariteit en relatief eenvoudige interfacing hen een voorkeurkeuze maken voor temperatuurbewaking binnen het gespecificeerde temperatuurbereik.movement of the substance. Niet-contacttype transducers kunnen verder worden onderverdeeld, met als voorbeeld de thermistor. Een thermistor is een soort weerstand waarvan de weerstand verandert met de temperatuur. Zijn weerstand wordt gemeten door een kleine, gemeten gelijkstroom te laten passeren, wat op zijn beurt een spanning over de weerstand veroorzaakt.