تفاوت بین سنسورهای مختلف حرارتی چیست؟

سلام! من به عنوان تأمین کننده سنسورهای حرارتی ، من از اول طیف گسترده ای از این دستگاه ها را در آنجا و سردرگمی که می توانند ایجاد کنند ، دیده ام. بنابراین ، امروز ، من می خواهم تفاوت های بین سنسورهای مختلف حرارتی را تجزیه کنم.

بیایید با اصول اولیه شروع کنیم. سنسورهای حرارتی دستگاههایی هستند که دما را تشخیص داده و اندازه گیری می کنند. آنها در یک تن از برنامه ها ، از وسایل روزمره ما مانند تلفن های هوشمند و لپ تاپ گرفته تا وسایل تخصصی تر در صنایعی مانند خودرو ، پزشکی و هوافضا استفاده می شوند.

دما

یکی از رایج ترین انواع سنسورهای حرارتی ، ترموکوپل است. این پسران بد از دو فلز مختلف تشکیل شده اند که در یک انتها به هم پیوسته اند. هنگامی که اختلاف دما بین انتهای پیوسته (محل اتصال داغ) و انتهای دیگر (محل اتصال سرد) وجود دارد ، ولتاژ ایجاد می کند. این ولتاژ متناسب با اختلاف دما است و اینگونه است که می توانیم دما را اندازه گیری کنیم.

ترموکوپل ها بسیار سخت هستند. آنها می توانند طیف گسترده ای از درجه حرارت را از واقع از سرد تا فوق العاده گرم تحمل کنند. برخی حتی می توانند درجه حرارت را تا 2300 درجه سانتیگراد اندازه گیری کنند! این امر آنها را برای کاربردهای صنعتی مانند نظارت کوره یا در صنعت خودرو برای اندازه گیری دمای گاز اگزوز عالی می کند.

اما آنها کامل نیستند. دقت آنها به اندازه برخی دیگر از سنسورهای حرارتی نیست. و آنها به یک دمای مرجع (محل اتصال سرد) نیاز دارند تا به طور دقیق کالیبره شوند. بدون کالیبراسیون مناسب ، خوانش ها می توانند خاموش باشند.

آشکارسازهای دمای مقاومت (RTD)

RTD ها بر اساس این اصل کار می کنند که مقاومت الکتریکی یک فلز با دما تغییر می کند. بیشتر RTD ها از پلاتین ساخته شده اند زیرا دارای مقاومت بسیار پایدار و قابل پیش بینی - دما است.

مزیت بزرگ RTDS صحت آنهاست. آنها می توانند اندازه گیری دما بسیار دقیق ، غالباً با دقت 0.1 درجه سانتیگراد یا حتی بهتر ارائه دهند. این امر باعث می شود آنها برای برنامه هایی که اندازه گیری دمای با دقت بالا بسیار مهم است ، مانند تحقیقات علمی یا در برخی از تجهیزات پزشکی بالا ، ایده آل شود.

با این حال ، RTD ها کمی گرانتر از ترموکوپل هستند. و آنها به اندازه ترموکوپل ها در استفاده از دمای بسیار بالا خوب نیستند. حد دمای بالا برای اکثر RTD های پلاتین در حدود 850 درجه سانتیگراد است.

درمانگاه

حال ، بیایید در مورد ترمیستورها صحبت کنیم. اینها سنسورهای حرارتی نیمه هادی هستند. دو نوع اصلی وجود دارد: ضریب دمای منفی (NTC) و ضریب دمای مثبت (PTC).

ترمیستورهای NTC مواردی هستند که احتمالاً بیشتر اوقات با آنها روبرو خواهید شد. همانطور که از نام آن پیداست ، با افزایش دما ، مقاومت آنها کاهش می یابد. آنها واقعاً حساس هستند ، به این معنی که می توانند حتی تغییرات کوچک دما را تشخیص دهند.

به عنوان مثال ،ترمیستور رزین اپوکسی NTCنوعی ترمیستور NTC است. این پوشش با رزین اپوکسی پوشانده شده است ، که محافظت برخی از آنها را فراهم می کند و آن را برای انواع برنامه ها مناسب می کند. مقادیر 10kOHM و 3892K به مقاومت آن در دمای خاص و مقدار بتا آن (که مربوط به نحوه تغییر مقاومت با دما است) اشاره دارد.

نوع جالب دیگر این استترمیستور پزشکی روکش شده با اپوکسیبشر اینها مانند دماسنجها برای استفاده پزشکی طراحی شده اند. روکش اپوکسی باعث می شود که آنها در تماس با بدن انسان از آنها استفاده کنیم و همچنین به حفظ صحت اندازه گیری دما کمک می کند.

پوشش 100kohm 4132K اپوکسی NTC ترمیستوریک نوع دیگر است. مقادیر مختلف مقاومت و بتا آن را برای محدوده های مختلف دما و برنامه های کاربردی مناسب می کند.

ترمیستورهای NTC نسبتاً ارزان هستند و زمان پاسخ سریع دارند. اما دامنه دمای آنها در مقایسه با ترموکوپل ها محدودتر است. آنها معمولاً در محدوده - 50 درجه سانتیگراد تا 150 درجه سانتیگراد کار می کنند.

از طرف دیگر ، ترمیستورهای PTC مقاومت دارند که با دما افزایش می یابد. آنها اغلب در مدارهای محافظت از دما استفاده می شوند. به عنوان مثال ، در یک شارژر باتری ، در صورت گرم شدن باتری می توان از ترمیستور PTC برای قطع برق استفاده کرد.

سنسورهای مادون قرمز (IR)

سنسورهای IR کمی متفاوت از مواردی هستند که تاکنون درباره آنها صحبت کرده ایم. آنها نیازی به تماس مستقیم با جسم ندارند که دمای آنها اندازه گیری می کند. در عوض ، آنها تابش مادون قرمز ساطع شده توسط یک شی را تشخیص می دهند. تمام اشیاء بالاتر از صفر مطلق (- 273.15 درجه سانتیگراد) تابش مادون قرمز را منتشر می کنند ، و مقدار و طول موج این تابش به دمای شی بستگی دارد.

سنسورهای IR برای اندازه گیری دمای اشیاء در حال حرکت یا اشیاء که دسترسی به آنها دشوار است ، عالی هستند. به عنوان مثال ، در یک خط تولید ، می توانید از یک سنسور IR برای اندازه گیری دمای یک قسمت داغ استفاده کنید زیرا بدون نیاز به متوقف کردن تولید در امتداد کمربند نقاله حرکت می کند.

اما سنسورهای IR می توانند تحت تأثیر عواملی مانند انتشار شیء (میزان تابش مادون قرمز) ، فاصله بین سنسور و جسم و وجود منابع دیگر تابش مادون قرمز در محیط قرار بگیرند.

سنسورهای یکپارچه مبتنی بر نیمه هادی

این سنسورهای حرارتی مدرن هستند که اغلب در یک تراشه واحد ادغام می شوند. آنها برای اندازه گیری دما از خواص نیمه هادی ها استفاده می کنند. آنها کوچک ، کم هزینه و رابط با میکروکنترلرها یا سایر دستگاههای الکترونیکی هستند.

آنها معمولاً در الکترونیک مصرفی مانند تلفن های هوشمند و لپ تاپ برای نظارت بر دمای CPU یا باتری مورد استفاده قرار می گیرند. مزیت این سنسورها سادگی و مصرف انرژی کم آنهاست. اما دقت آنها ممکن است به اندازه برخی از سنسورهای دیگر که ما در مورد آنها بحث کرده ایم ، به ویژه در مقایسه با RTD ها نباشد.

کدام یک را انتخاب کنید؟

بنابراین ، چگونه تصمیم می گیرید از سنسور حرارتی استفاده کنید؟ خوب ، این به کاربرد شما بستگی دارد.

اگر نیاز به اندازه گیری طیف بسیار گسترده ای از دما ، به ویژه درجه حرارت بالا دارید ، ترموکوپل ها انتخاب خوبی هستند. برای اندازه گیری دمای با دقت بالا ، RTD ها راهی هستند که باید انجام شود. اگر می خواهید یک سنسور حساس و ارزان برای دامنه دمای متوسط ​​داشته باشید ، ترمیستورهای NTC عالی هستند. برای اندازه گیری دمای غیر تماس ، سنسورهای IR جواب می دهند. و برای برنامه های کوچک و کم هزینه در الکترونیک مصرفی ، سنسورهای یکپارچه مبتنی بر نیمه هادی عالی هستند.

من به عنوان یک تأمین کننده سنسور حرارتی ، من به بسیاری از مشتریان کمک کردم تا سنسور مناسب را برای نیازهای خود انتخاب کنند. این که آیا شما در حال کار بر روی یک پروژه کوچک DIY هستید یا یک کاربرد صنعتی در مقیاس بزرگ ، ما طیف گسترده ای از سنسورهای حرارتی برای پاسخگویی به نیازهای شما داریم.

اگر علاقه مند به خرید سنسورهای حرارتی هستید یا سؤالی دارید که در مورد سنسور مناسب برای پروژه شما مناسب است ، از دستیابی به آن دریغ نکنید. ما در اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم تا بهترین انتخاب را انجام دهید و اطمینان حاصل کنید که دقیق ترین اندازه گیری دما ممکن است.

منابع

• "کتابچه راهنمای اندازه گیری دما" توسط مهندسی امگا
• "سنسورهای حرارتی: اصول و برنامه های کاربردی" توسط برخی از متخصصان شناخته شده صنعت (من نام های نویسنده دقیقی را از بالای سر خود ندارم ، اما می توانید در یک کتابخانه مهندسی خوب اطلاعات بیشتری پیدا کنید)