Τέτοιες συσκευές υπάρχουν στη συντριπτική πλειοψηφία της τεχνολογίας σήμερα. Διάφοροι τύποι αισθητήρων θερμοκρασίας έχουν σχεδιαστεί για τη μέτρηση αυτού του δείκτη για οποιοδήποτε αντικείμενο ή ουσία. Για τον υπολογισμό της τιμής, χρησιμοποιούνται διάφορα χαρακτηριστικά των σωμάτων-στόχων ή του περιβάλλοντος στο οποίο βρίσκονται.
Ταξινόμηση σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας
Όλοι οι θερμικοί αισθητήρες χωρίζονται σε έξι κύριους τύπους σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας τους:
- πυρομετρικό;
- πιεζοηλεκτρικό;
- θερμοανθεκτικό;
- ακουστική;
- θερμοηλεκτρικό;
- ημιαγωγός.
Η γενική αρχή λειτουργίας και το σχήμα των αισθητήρων θερμοκρασίας σε κάθε περίπτωση θα είναι ελαφρώς διαφορετικά. Ωστόσο, όλες οι παραλλαγές εκτέλεσης μπορούν να διακρίνουν ορισμένα από τα ίδια χαρακτηριστικά. Επιπλέον, σε μια δεδομένη κατάσταση, είναι σκόπιμο να χρησιμοποιούνται ακριβώς ορισμένοι τύποι θερμικών αισθητήρων.
Πυρόμετρα ή θερμικές κάμερες
Διαφορετικά μπορούν να ονομαστούν ανέπαφες. Σχέδιο εργασίαςαυτού του τύπου αισθητήρα θερμοκρασίας είναι ότι διαβάζουν τη θερμότητα από τα θερμαινόμενα σώματα, τα οποία στοχεύουν. Το θετικό για αυτή την ποικιλία είναι ότι δεν χρειάζεται άμεση επαφή και προσέγγιση στο περιβάλλον μέτρησης. Έτσι, οι ειδικοί μπορούν εύκολα να προσδιορίσουν τους δείκτες θερμοκρασίας των πολύ καυτών αντικειμένων έξω από την ακτίνα της επικίνδυνης εγγύτητάς τους.
Τα πυρόμετρα, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε διάφορες ποικιλίες, μεταξύ των οποίων είναι τα συμβολομετρικά και τα φθορίζοντα, καθώς και αισθητήρες που λειτουργούν με βάση την αρχή της αλλαγής του χρώματος του διαλύματος, ανάλογα με τη θερμοκρασία που μετρήθηκε.
Πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες
Σε αυτήν την περίπτωση, το υποκείμενο σχέδιο εργασίας είναι μόνο ένα. Τέτοιες συσκευές λειτουργούν χάρη σε έναν πιεζοηχητή χαλαζία. Η αρχή λειτουργίας και το κύκλωμα του αισθητήρα θερμοκρασίας έχουν ως εξής. Το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο, το οποίο περιλαμβάνει την αλλαγή του μεγέθους του πιεζοστοιχείου που χρησιμοποιείται, υπόκειται σε ένα συγκεκριμένο ηλεκτρικό ρεύμα.
Η ουσία του έργου είναι αρκετά απλή. Λόγω της εναλλασσόμενης παροχής ηλεκτρικού ρεύματος με διαφορετικές φάσεις, αλλά την ίδια συχνότητα, εμφανίζονται ταλαντώσεις της πιεζοηλεκτρικής γεννήτριας, η συχνότητα των οποίων εξαρτάται σε αυτήν την περίπτωση από τη συγκεκριμένη μετρούμενη θερμοκρασία του σώματος ή του περιβάλλοντος. Ως αποτέλεσμα, οι λαμβανόμενες πληροφορίες ερμηνεύονται σε συγκεκριμένες τιμές σε βαθμούς Κελσίου ή Φαρενάιτ. Αυτός ο τύπος έχει μια από τις υψηλότερες ακρίβεια μέτρησης. Επιπλέον, η πιεζοηλεκτρική έκδοση χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου απαιτείται η ανθεκτικότητα της συσκευής, για παράδειγμα,σε αισθητήρες θερμοκρασίας νερού.
Θερμοηλεκτρικά ή θερμοστοιχεία
Ένας αρκετά κοινός τρόπος μέτρησης. Βασική αρχή λειτουργίας είναι η εμφάνιση ηλεκτρικού ρεύματος σε κλειστά κυκλώματα αγωγών ή ημιαγωγών. Σε αυτή την περίπτωση, τα σημεία συγκόλλησης πρέπει απαραίτητα να διαφέρουν ως προς τους δείκτες θερμοκρασίας. Το ένα άκρο τοποθετείται στο περιβάλλον όπου πρέπει να μετρήσετε και το άλλο χρησιμοποιείται για τη λήψη μετρήσεων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αυτή η επιλογή θεωρείται απομακρυσμένος αισθητήρας θερμοκρασίας.
Φυσικά, υπήρχαν κάποια μειονεκτήματα. Το πιο σημαντικό από αυτά μπορεί να ονομαστεί ένα πολύ μεγάλο σφάλμα μέτρησης. Για το λόγο αυτό, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σπάνια σε πολλές τεχνολογικές βιομηχανίες, όπου μια τέτοια εξάπλωση των αξιών είναι απλώς απαράδεκτη. Ένα παράδειγμα είναι ο αισθητήρας για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των στερεών "TSP Metran-246". Χρησιμοποιείται ενεργά από μεταλλουργικές εταιρείες στην παραγωγή για τον έλεγχο αυτής της παραμέτρου στα ρουλεμάν. Η συσκευή είναι εξοπλισμένη με αναλογικό σήμα εξόδου για ανάγνωση και το εύρος μέτρησης είναι -50 έως +120 βαθμοί Κελσίου.
Αισθητήρες θερμίστορ
Η αρχή της δράσης μπορεί ήδη να κριθεί από το όνομα αυτού του τύπου. Η λειτουργία ενός τέτοιου αισθητήρα θερμοκρασίας σύμφωνα με το σχήμα μπορεί να περιγραφεί ως εξής: μετράται η αντίσταση του αγωγού. Στιβαρή σχεδίαση σε συνδυασμό με πολύ υψηλή ακρίβειαέλαβε πληροφορίες. Επίσης, αυτές οι συσκευές χαρακτηρίζονται από μια μάλλον υψηλή ευαισθησία, η οποία επιτρέπει τη μείωση του βήματος των τιμών μέτρησης και η απλότητα των στοιχείων ανάγνωσης τους καθιστά εύκολο στη χρήση.
Για παράδειγμα, μπορούμε να αναφέρουμε τον αισθητήρα 700-101BAA-B00, ο οποίος έχει αρχική αντίσταση 100 ohms. Το εύρος μέτρησής του είναι από -70 έως 500 βαθμούς Κελσίου. Το σχέδιο συναρμολογείται από επαφές νικελίου και πλάκες πλατίνας. Αυτός ο τύπος χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικές συσκευές και σε μεγάλη ποικιλία ηλεκτρονικών.
Ακουστικοί αισθητήρες
Εξαιρετικά απλές συσκευές που μετρούν την ταχύτητα του ήχου σε διάφορα περιβάλλοντα. Είναι γνωστό ότι αυτή η παράμετρος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη και άλλες παράμετροι του μετρούμενου μέσου. Μία από τις περιπτώσεις χρήσης είναι η μέτρηση της θερμοκρασίας του νερού. Ο αισθητήρας παρέχει δεδομένα βάσει των οποίων μπορείτε να κάνετε έναν υπολογισμό, για τον οποίο πρέπει επίσης να γνωρίζετε τις αρχικές πληροφορίες σχετικά με το μετρούμενο μέσο.
Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η δυνατότητα χρήσης της σε κλειστά δοχεία. Συνήθως χρησιμοποιείται όταν δεν υπάρχει άμεση πρόσβαση στο μετρούμενο μέσο. Οι κύριοι τομείς κατανάλωσης αυτής της μεθόδου, για φυσικούς λόγους, είναι η ιατρική και η βιομηχανία.
Αισθητήρες ημιαγωγών
Η αρχή λειτουργίας τέτοιων συσκευών είναι η αλλαγή των χαρακτηριστικών p-n και αυτώνμετάβαση υπό την επίδραση της θερμοκρασίας. Η ακρίβεια μέτρησης είναι πολύ υψηλή. Αυτό εξασφαλίζεται από τη συνεχή εξάρτηση της τάσης στο τρανζίστορ από την τρέχουσα θερμοκρασία. Επιπλέον, η συσκευή είναι αρκετά φθηνή και εύκολη στην κατασκευή.
Για ένα παράδειγμα τέτοιου αισθητήρα θερμοκρασίας, η συσκευή LM75A μπορεί να εξυπηρετήσει τέλεια. Το εύρος μέτρησης είναι από -55 έως +150 βαθμούς Κελσίου και το σφάλμα δεν υπερβαίνει τους δύο βαθμούς. Έχει επίσης ένα μάλλον μικρό βήμα της τάξης των 0,125 βαθμών Κελσίου. Η τάση τροφοδοσίας κυμαίνεται από 2,5 έως 5,5 V, ενώ ο χρόνος μετατροπής του σήματος δεν υπερβαίνει το ένα δέκατο του δευτερολέπτου.
