Temperatursensor

Definisjon: En temperaturtransducer er et elektrisk enhet som konverterer termisk energi til fysiske størrelser som forskyvning, trykk eller et elektrisk signal. Dens primære funksjon er å muliggjøre automatisk måling av temperatur. Det grunnleggende prinsippet bak en temperaturtransducer er å oppdage varme og deretter konvertere denne informasjonen til et lesbart format for overføring.

Egenskaper ved temperaturtransduceren

• Inngangen er alltid en termisk størrelse.

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

• De brukes for å måle temperaturen og varmestrømmen innenfor enheter.

Sensorelement

Sensorelementet som benyttes i en temperaturtransducer, må ha egenskapen at dets karakteristika endres i respons til temperatursvings. For eksempel, i en motstandsthermometer, serverer platina som sensorelement. Nødvendige krav for sensorelementet er som følger:

• Temperatursensorelementet konverterer temperatur til varme.

• Det skal være en betydelig endring i motstand med hensyn på temperatur.

• Sensorelementet må ha høy motstandsdyktighet.

Typer av temperaturtransducere

Temperaturtransducere deles hovedsakelig inn i to breddegruppe:

Kontakttemperatursensorer

I denne type transducer er sensorelementet direkte koblet til värmelekilden. Varmetransfer skjer gjennom fenomenet konduksjon, som er prosessen hvorved varme overføres fra ett stoff til et annet uten bevegelse av stoffene selv.

Ikke-kontakttype temperatursensorer

Her kommer sensorelementet ikke i direkte kontakt med värmelekilden. I stedet er de avhengige av konveksjonsfenomenet for varmetransfer. Konveksjon er prosessen hvorved varme overføres ved

Motstandsthermometer deles inn i to hovedtyper:

• Negativ Temperaturkoeffisient (NTC) Motstandsthermometer: Disse brukes hovedsakelig for temperaturmåling. Som navnet antyder, minker motstanden i en NTC-termostor når temperaturen øker. Denne egenskapen gjør dem svært effektive for nøyaktig deteksjon av temperatursvings.

• Positiv Temperaturkoeffisient (PTC) Motstandsthermometer: PTC-thermomenter brukes hovedsakelig for strømstyring. Når temperaturen øker, øker også motstanden i en PTC-termostor. Denne egenskapen lar dem regulerer strømoverføringen i ulike applikasjoner.

• Arbeidsprinsipp for motstandsthermometer: Metaller har en egenskap som gjør at deres motstand varierer med temperatur. Motstandsthermometer utnytter dette prinsippet for temperaturmåling. Platina brukes ofte som sensorelement i høy-nøyaktige motstandsthermometer. På grunn av platinas stabil og forutsigbar motstand-temperatur-relasjon, kan disse thermometer nøyaktig måle omgivelses temperaturen. Ved å måle motstanden i platina-elementet, kan den tilsvarende temperaturen bli nøyaktig bestemt, noe som gjør motstandsthermometer til et pålitelig valg for en rekke temperatur-overvåkningsapplikasjoner.

Termokoppler: En termokoppel er en enhet som konverterer temperatur til elektrisk energi ved kontakt punktet. Den fungerer basert på prinsippet at ulike metaller har forskjellige temperaturkoeffisienter. Når to ulike metaller kobles sammen for å danne en junksjon, forekommer et fenomen kjent som Seebeck-effekten. Når temperaturen ved junktionen endrer seg, induceres et spenningspotensial over junktionen. Betydelig er at denne induserte spenningen er proporsjonal med temperaturforskjellen mellom junktionen og et referansepunkt. Den lineære relasjonen mellom generert spenning og temperatur gjør at termokoppeler er svært effektive for nøyaktig måling av temperatur. De brukes vidt i ulike industrielle, vitenskapelige og hjemlige applikasjoner, der nøyaktig temperatur-overvåking og -kontroll er kritisk, som i ovner, industrielle prosesskontrollsystemer osv.

Integrasjonskrets temperaturtransducer: En integrasjonskrets (IC) temperaturtransducer bruker en kombinasjon av et temperatursensorelement og en elektronisk krets for å måle temperatur. Denne typen transducer er kjennetegnet ved sin lineære respons, som forenkler prosessen med å konvertere den målte temperaturen til et elektrisk utdata som lett kan tolkes. Imidlertid er et av de merkelige ulemper ved den integrerte temperaturtransducere dens relativt snævre driftsområde. Den fungerer typisk innenfor et temperaturområde på 0°C til 200°C. Dette begrenset området begrenser dens anvendelighet i visse høy-temperatur eller lav-temperatur miljøer der et bredere temperaturområde kreves.

Trotz denne svakheten, brukes IC-temperaturtransducere vidt i mange applikasjoner som forbrukerelektronikk, der deres kompakte størrelse, linearitet og relativt enkel grensesnitt gjør dem til et foretrukket valg for temperatur-overvåking innenfor det spesifiserte temperaturområdet. Bevegelsen av stoffet. Ikke-kontakttype transducere kan videre underkategoriseres, med et eksempel som er termostor. En termostor er en type motstand hvis motstand endres med temperatur. Dens motstand måles ved å sende en liten, målt direkte strøm, som i sin tur fører til et spenningstap over motstanden.