Temperaturni transducer

Definicija: Temperaturni preobrazovac je električni uređaj koji pretvara toplinsku energiju u fizičke veličine poput pomeraja, pritiska ili električnog signala. Njegov primarni zadatak je omogućiti automatsko merenje temperature. Osnovni princip temperaturnog preobrazovca je da detektuje toplinu i zatim pretvori tu informaciju u čitljiv format za prenos.

Karakteristike temperaturnog preobrazovca

• Ulaz je uvijek toplinska količina.

• Preobrazovci tipično pretvaraju toplinsku količinu u izmjenjivu količinu.

• Koriste se za merenje temperature i toka toplote unutar uređaja.

Senzorski element

Senzorski element koji se koristi u temperaturnom preobrazovcu mora imati osobinu promene svojih karakteristika u odgovoru na promene temperature. Na primer, u otpornom termometru, platina služi kao senzorski element. Ključne zahteve za senzorski element su sledeći:

• Temperaturni - senzorski element pretvara temperaturu u toplinu.

• Trebalo bi da postoji značajna promena otpora u odnosu na temperaturu.

• Senzorski element mora imati visok otpor.

Vrste temperaturnih preobrazovaca

Temperaturni preobrazovaci se uglavnom klasiču u dve šire vrste:

Uređaji sa kontaktirajućim temperaturnim senzorima

U ovom tipu preobrazovaca, senzorski element je direktno povezan s izvorom toplote. Prijenos toplote se dešava putem fenomena provodnosti, što je proces pri kojem se toplina prenosi iz jedne supstance u drugu bez pokretanja samih supstanata.

Uređaji sa nekontaktirajućim temperaturnim senzorima

Ovdje, senzorski element ne dolazi u direktni kontakt sa izvorom toplote. Umesto toga, oni se oslanjaju na fenomen konvekcije za prijenos toplote. Konvekcija je proces u kojem se toplina prenosi putem

Otporni termometri se klasiču u dve glavne vrste:

• Otporni termometri sa negativnim temperaturnim koeficijentom (NTC): Ovi se uglavnom koriste za merenje temperature. Kao što naziv kaže, otpor NTC termistora smanjuje se kako temperatura raste. Ova karakteristika ih čini veoma efikasnim za tačno otkrivanje promena temperature.

• Otporni termometri sa pozitivnim temperaturnim koeficijentom (PTC): PTC termometri se uglavnom koriste za kontrolu struje. Kada temperatura raste, otpor PTC termistora takođe raste. Ova osobina im omogućava da regulišu tok električne struje u različitim primenama.

• Princip rada otpornih termometara: Metali imaju osobinu da njihov otpor varira sa temperaturom. Otporni termometri iskoriste ovaj princip za merenje temperature. Platina se često koristi kao senzorski element u otpornim termometrima visoke preciznosti. Zbog stabilnog i predvidljivog odnosa otpora i temperature kod platine, ovi termometri mogu tačno meriti okolinu temperaturu. Merenjem otpora platininskog elementa, odgovarajuća temperatura se može tačno odrediti, što čini otporne termometre pouzdanim izborom za širok spektar primena za nadzor temperature.

Termopari: Termopar je uređaj koji pretvara temperaturu u električnu energiju na mjestu kontakta. Funkcioniše na principu da različiti metali imaju različite temperaturne koeficijente. Kada se dva različita metala spoje zajedno da formiraju spojnicu, javlja se fenomen poznat kao Seebeck-ov efekat. Kako temperatura na spojnice menja, indukuje se napon preko spojnica. Važno je napomenuti da je indukovani napon direktno proporcionalan razlici temperature između spojnica i referentne tačke. Ovaj linearni odnos između generisanog napona i temperature omogućava termoparima da budu veoma efikasni u tačnom merenju temperature. Široko se koriste u različitim industrijskim, naučnim i domaćim primenama, gde su tačni nadzor i kontrola temperature ključni, kao što su peći, pećnice i sistemi za kontrolu industrijskih procesa.

Integrirani sklop za merenje temperature: Integrirani sklop (IC) za merenje temperature koristi kombinaciju senzorskog elementa za merenje temperature i elektronskog sklopa za merenje temperature. Ovaj tip preobrazovaca karakteriše linearni odziv, što pojednostavljuje proces pretvaranja merene temperature u električni izlaz koji se lako interpretira. Međutim, jedan od značajnih nedostataka integriranog preobrazovaca za merenje temperature je relativno uski radni opseg. Obično funkcioniše u temperaturnom rasponu od 0°C do 200°C. Ovaj ograničen raspon ograničava njegovu primenjivost u određenim visokotemperaturnim ili niskotemperaturnim okruženjima gde je potreban širi temeperaturni pokrivač. Uprkos ovom nedostatku, IC preobrazovaci za merenje temperature široko se koriste u mnogim primenama, poput potrošačke elektronike, gde njihova kompaktna veličina, linearnost i relativno jednostavna sučelja čine preferirani izbor za nadzor temperature u navedenom temperaturnom opsegu. Pokretanje supstance. Necontactni tipovi preobrazovaca mogu biti dalje podkategorisani, s jednim primerom biće termistor. Termistor je vrsta otpornika čiji se otpor menja sa temperaturom. Njegov otpor se meri prolaženjem malog, merenog pravog toka, što uzrokuje pad napona preko otpora.