Температурный преобразователь

Определение: Температурный преобразователь — это электрическое устройство, которое преобразует тепловую энергию в физические величины, такие как перемещение, давление или электрический сигнал. Его основная функция заключается в автоматическом измерении температуры. Основной принцип работы температурного преобразователя заключается в обнаружении тепла и последующем преобразовании этой информации в читаемый формат для передачи.

Характеристики температурного преобразователя

• Входом всегда является тепловая величина.

• Преобразователи обычно преобразуют тепловую величину в переменную величину.

• Они используются для измерения температуры и теплового потока внутри устройств.

Чувствительный элемент

Чувствительный элемент, используемый в температурном преобразователе, должен обладать свойством изменения своих характеристик в ответ на изменения температуры. Например, в резистивном термометре в качестве чувствительного элемента используется платина. Ключевые требования к чувствительному элементу следующие:

• Чувствительный элемент преобразует температуру в тепло.

• Должно быть значительное изменение сопротивления в зависимости от температуры.

• Чувствительный элемент должен иметь высокую удельную электрическую проводимость.

Типы температурных преобразователей

Температурные преобразователи в основном делятся на два широких типа:

Контактные устройства датчиков температуры

В этом типе преобразователя чувствительный элемент напрямую соединен с источником тепла. Передача тепла происходит через явление теплопроводности, которое представляет собой процесс передачи тепла от одного вещества к другому без движения самих веществ.

Неконтактные устройства датчиков температуры

Здесь чувствительный элемент не входит в прямой контакт с источником тепла. Вместо этого они полагаются на явление конвекции для передачи тепла. Конвекция — это процесс, при котором тепло передается путем

Резистивные термометры делятся на два основных типа:

• Резистивные термометры с отрицательным температурным коэффициентом (NTC): Эти термометры主要用于测量温度。顾名思义，NTC热敏电阻的电阻随温度升高而降低。这一特性使它们在准确检测温度变化方面非常有效。

• Резистивные термометры с положительным температурным коэффициентом (PTC): PTC термометры в основном используются для управления током. Когда температура повышается, сопротивление PTC термистора также увеличивается. Это свойство позволяет им регулировать поток электрического тока в различных применениях.

• Принцип работы резистивных термометров: Металлы обладают свойством, при котором их сопротивление изменяется с температурой. Резистивные термометры используют этот принцип для измерения температуры. Платина широко применяется в качестве чувствительного элемента в высокоточных резистивных термометрах. Благодаря стабильной и предсказуемой зависимости сопротивления от температуры, эти термометры могут точно измерять окружающую температуру. Измеряя сопротивление платинового элемента, можно точно определить соответствующую температуру, что делает резистивные термометры надежным выбором для широкого спектра приложений по мониторингу температуры.

Термопары: Термопара — это устройство, которое преобразует температуру в электрическую энергию в точке контакта. Она работает на основе принципа, согласно которому различные металлы имеют различные температурные коэффициенты. Когда два разнородных металла соединены вместе, образуя соединение, возникает явление, известное как эффект Зеебека. При изменении температуры в соединении индуцируется напряжение. Важно, что это индуцированное напряжение прямо пропорционально разности температур между соединением и точкой отсчета. Линейная зависимость между генерируемым напряжением и температурой позволяет термопарам быть очень эффективными в точном измерении температуры. Они широко используются в различных промышленных, научных и бытовых применениях, где требуется точный контроль и мониторинг температуры, таких как в печах, духовках и системах управления промышленными процессами.

Интегральный температурный преобразователь: Интегральный температурный преобразователь (ИС) использует комбинацию чувствительного элемента и электронной схемы для измерения температуры. Этот тип преобразователя характеризуется линейным откликом, что упрощает процесс преобразования измеренной температуры в электрический выход, который легко интерпретируется. Однако одним из заметных недостатков интегрального температурного преобразователя является его относительно узкий диапазон рабочих температур. Он обычно функционирует в диапазоне от 0°C до 200°C. Этот ограниченный диапазон ограничивает его применимость в некоторых условиях высоких или низких температур, где требуется более широкий охват температур. Несмотря на этот недостаток, ИС температурные преобразователи широко используются во многих приложениях, таких как потребительская электроника, где их компактные размеры, линейность и относительно простое подключение делают их предпочтительным выбором для мониторинга температуры в указанном диапазоне. Движение вещества. Неконтактные преобразователи можно дополнительно подразделить, один из примеров — термистор. Термистор — это тип резистора, сопротивление которого изменяется с температурой. Его сопротивление измеряется путем пропускания малого, измеренного постоянного тока, который, в свою очередь, вызывает падение напряжения на сопротивлении.