Температурний перетворювач

Визначення: Температурний перетворювач — це електричний пристрій, який перетворює теплову енергію на фізичні величини, такі як переміщення, тиск або електричний сигнал. Його основна функція полягає в автоматичному вимірюванні температури. Фундаментальним принципом роботи температурного перетворювача є виявлення тепла і подальше перетворення цієї інформації у зрозумілий формат для передачі.

Характеристики температурного перетворювача

• Вхідним завжди є теплова величина.

• Перетворювачі зазвичай перетворюють теплову величину на чергову величину.

• Вони використовуються для вимірювання температури та потоку тепла всередині приладів.

Чутливий елемент

Чутливий елемент, використаний в температурному перетворювачі, повинен мати властивість змінювати свої характеристики відповідно до змін температури. Наприклад, в опорному термометрі платина служить чутливим елементом. Основні вимоги до чутливого елемента такі:

• Температурний чутливий елемент перетворює температуру на тепло.

• Повинна бути значна зміна опору відносно температури.

• Чутливий елемент повинен мати високу опорность.

Типи температурних перетворювачів

Температурні перетворювачі в основному діляться на дві широкі категорії:

Контактні пристрої вимірювання температури

У цьому типі перетворювача чутливий елемент безпосередньо під'єднується до джерела тепла. Передача тепла відбувається через явище проводження, яке є процесом, за допомогою якого тепло передається від одного речовини до іншої без руху самих речовин.

Неконтактні пристрої вимірювання температури

Тут чутливий елемент не має безпосереднього контакту з джерелом тепла. Замість цього, вони спираються на явище конвекції для передачі тепла. Конвекція — це процес, за яким тепло передається за допомогою руху речовини.

Опорні термометри поділяються на два основні типи:

• Опорні термометри з негативним температурним коефіцієнтом (NTC): Вони переважно використовуються для вимірювання температури. Як відомо з назви, опір NTC-термістора зменшується при зростанні температури. Ця характеристика робить їх надзвичайно ефективними для точного виявлення змін температури.

• Опорні термометри з позитивним температурним коефіцієнтом (PTC): PTC-термометри в основному використовуються для контролю струму. Коли температура зростає, опір PTC-термістора також зростає. Ця властивість дозволяє їм регулювати потік електричного струму в різних застосуваннях.

• Принцип роботи опорних термометрів: Метали мають властивість, коли їх опір змінюється з температурою. Опорні термометри використовують цей принцип для вимірювання температури. Платина часто використовується як чутливий елемент в опорних термометрах високої точності. Через стабільне та прогнозоване залежність опору від температури, ці термометри можуть точно вимірювати оточуючу температуру. Вимірюючи опір платинового елемента, можна точно визначити відповідну температуру, що робить опорні термометри надійним вибором для широкого спектра застосувань моніторингу температури.

Термопари: Термопара — це пристрій, який перетворює температуру на електричну енергію в точці контакту. Він працює на основі принципу, що різні метали мають різні температурні коефіцієнти. Коли два різні метали з'єднуються, щоб сформувати сполучення, відбувається явище, відоме як ефект Себека. При зміні температури в сполученні, поспіхає напруга через сполучення. Значно, що ця індукована напруга прямо пропорційна різниці температур між сполученням та референсною точкою. Лінійна залежність між генерованою напругою та температурою дозволяє термопарам бути надзвичайно ефективними для точного вимірювання температури. Вони широко використовуються в різних промислових, наукових та побутових застосуваннях, де важливе точне моніторинг та контроль температури, таких як в печах, шафах та системах керування промисловими процесами.

Інтегрований схемний температурний перетворювач: Інтегрований схемний (IC) температурний перетворювач використовує комбінацію чутливого елемента для вимірювання температури та електронної схеми для вимірювання температури. Цей тип перетворювача характеризується лінійною відгуковою характеристикою, що спрощує процес перетворення виміряної температури на електричний вихід, який можна легко інтерпретувати. Однак, одним з помітних недоліків інтегрованого температурного перетворювача є його відносно вузький діапазон роботи. Він зазвичай функціонує в діапазоні температур від 0°C до 200°C. Цей обмежений діапазон обмежує його застосовність в певних високотемпературних або низькотемпературних середовищах, де потрібне більш широке покриття температур.Незважаючи на цей недолік, інтегровані температурні перетворювачі широко використовуються в численних застосуваннях, таких як побутова електроніка, де їх компактні розміри, лінійність та відносно просте з'єднання роблять їх вибраним варіантом для моніторингу температури в заданому діапазоні температур. Рух речовини. Неконтактні типи перетворювачів можуть бути поділені на підкатегорії, з одним прикладом бути термістр. Термістр — це тип резистора, опір якого змінюється з температурою. Його опір вимірюється за допомогою проходження невеликої, виміряної постійної струми, що, в свою чергу, викликає нападку напруги на опорі.