Takšne naprave so danes prisotne v veliki večini tehnologije. Različne vrste temperaturnih senzorjev so zasnovane za merjenje tega indikatorja za kateri koli predmet ali snov. Za izračun vrednosti se uporabljajo različne značilnosti ciljnih teles ali okolja, v katerem se nahajajo.
Razvrstitev po principu delovanja
Vsi toplotni senzorji so glede na princip delovanja razdeljeni na šest glavnih tipov:
- pirometrično;
- piezoelektrični;
- termo-uporni;
- akustično;
- termoelektrični;
- polprevodnik.
Splošno načelo delovanja in shema temperaturnih senzorjev bosta v vsakem primeru nekoliko drugačna. Vendar pa lahko vse različice izvedbe razlikujejo nekatere iste lastnosti. Poleg tega je v dani situaciji primerno uporabiti točno določene vrste toplotnih senzorjev.
Pirometri ali termalne kamere
Sicer jih lahko imenujemo brezkontaktne. Delovna shemaTe vrste temperaturnih senzorjev je, da odčitajo toploto iz ogrevanih teles, kamor so namenjeni. Pozitivna točka te sorte je, da ni potrebe po neposrednem stiku in pristopu k merilnemu okolju. Tako lahko strokovnjaki zlahka določijo temperaturne indikatorje zelo vročih predmetov izven polmera nevarne bližine do njih.
Pirometri pa so razdeljeni na več vrst, med katerimi so interferometrični in fluorescentni, pa tudi senzorji, ki delujejo na principu spreminjanja barve raztopine, odvisno od tega, kakšna temperatura je bila izmerjena.
Piezoelektrični senzorji
V tem primeru je osnovna shema dela le ena. Takšne naprave delujejo zaradi kvarčnega piezorezonatorja. Načelo delovanja in vezje temperaturnega senzorja sta naslednja. Piezo učinek, ki vključuje spreminjanje velikosti uporabljenega piezo elementa, je izpostavljen določenemu električnemu toku.
Bistvo dela je precej preprosto. Zaradi izmeničnega dovajanja električnega toka z različnimi fazami, a enake frekvence, se pojavljajo nihanja piezoelektričnega generatorja, katerih frekvenca je v tem primeru odvisna od specifično izmerjene temperature telesa ali okolja. Posledično se prejete informacije razlagajo v določene vrednosti v stopinjah Celzija ali Fahrenheita. Ta vrsta ima eno najvišjih merilnih natančnosti. Poleg tega se piezoelektrična različica uporablja v primerih, ko je potrebna vzdržljivost naprave, npr.v senzorjih temperature vode.
termoelektrični ali termočleni
Precej pogost način merjenja. Osnovno načelo delovanja je pojav električnega toka v zaprtih tokokrogih prevodnikov ali polprevodnikov. V tem primeru se morajo spajkalne točke nujno razlikovati v temperaturnih indikatorjih. En konec je nameščen v okolje, kjer morate meriti, drugi pa se uporablja za odčitavanje. Zato se ta možnost šteje za daljinski temperaturni senzor.
Seveda je bilo nekaj pomanjkljivosti. Najpomembnejše od njih lahko imenujemo zelo velika merilna napaka. Zaradi tega se ta metoda redko uporablja v številnih tehnoloških panogah, kjer je takšno širjenje vrednot preprosto nesprejemljivo. Primer je senzor za merjenje temperature trdnih snovi "TSP Metran-246". Metalurška podjetja ga aktivno uporabljajo v proizvodnji za nadzor tega parametra v ležajih. Naprava je opremljena z analognim izhodnim signalom za odčitavanje, merilno območje pa je od -50 do +120 stopinj Celzija.
Termistorski senzorji
Načelo delovanja je mogoče soditi že po imenu te vrste. Delovanje takšnega temperaturnega senzorja po shemi je mogoče opisati na naslednji način: izmeri se upor prevodnika. Robustna oblika v kombinaciji z zelo visoko natančnostjoprejete informacije. Prav tako je za te naprave značilna precej visoka občutljivost, ki omogoča zmanjšanje koraka merjenja vrednosti, preprostost odčitnih elementov pa omogoča enostavno upravljanje.
Na primer lahko omenimo senzor 700-101BAA-B00, ki ima začetni upor 100 ohmov. Njegovo merilno območje je od -70 do 500 stopinj Celzija. Zasnova je sestavljena iz nikljevih kontaktov in platinastih plošč. Ta vrsta se najbolj uporablja v industrijskih napravah in najrazličnejši elektroniki.
Akustični senzorji
Izjemno preproste naprave, ki merijo hitrost zvoka v različnih okoljih. Znano je, da je ta parameter v veliki meri odvisen od temperature. V tem primeru je treba upoštevati tudi druge parametre merjenega medija. Eden od primerov uporabe je merjenje temperature vode. Senzor zagotavlja podatke, na podlagi katerih lahko naredite izračun, za katerega morate poznati tudi začetne podatke o merjenem mediju.
Prednost te metode je možnost uporabe v zaprtih posodah. Običajno se uporablja tam, kjer ni neposrednega dostopa do merjenega medija. Glavna potrošniška področja te metode sta iz povsem naravnih razlogov medicina in industrija.
polprevodniški senzorji
Načelo delovanja takšnih naprav je spreminjanje p-n lastnosti in njihovihprehod pod vplivom temperature. Natančnost merjenja je zelo visoka. To zagotavlja stalna odvisnost napetosti na tranzistorju od trenutne temperature. Poleg tega je naprava precej poceni in enostavna za izdelavo.
Za primer takšnega temperaturnega senzorja lahko odlično služi naprava LM75A. Merilno območje je od -55 do +150 stopinj Celzija, napaka pa ne več kot dve stopinji. Ima tudi precej majhen korak reda 0,125 stopinje Celzija. Napajalna napetost se giblje od 2,5 do 5,5 V, medtem ko čas pretvorbe signala ne presega desetinke sekunde.
