তাপমাত্রা সেন্সর ( এনটিসি / আরটিডি ) ধারণা, উন্নয়ন এবং শ্রেণীবিভাগ

আমি. তাপমাত্রা সেন্সরের মৌলিক ধারণা
1. তাপমাত্রা
তাপমাত্রা হল একটি ভৌত ​​পরিমাণ যা একটি বস্তুর গরম বা শীতলতার মাত্রা নির্দেশ করে. আণুবীক্ষণিকভাবে, এটি একটি বস্তুর অণুগুলির তাপীয় গতির তীব্রতা. তাপমাত্রা যত বেশি, বস্তুর অভ্যন্তরে অণুগুলির তাপীয় গতি আরও তীব্র.

তাপমাত্রা শুধুমাত্র একটি বস্তুর নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যের মাধ্যমে পরোক্ষভাবে পরিমাপ করা যেতে পারে যা তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়, এবং একটি বস্তুর তাপমাত্রা মান পরিমাপ করতে ব্যবহৃত স্কেলকে তাপমাত্রা স্কেল বলে. এটি সূচনা বিন্দু নির্দিষ্ট করে (শূন্য বিন্দু) তাপমাত্রা রিডিং এবং তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য মৌলিক একক. আন্তর্জাতিক একক হল থার্মোডাইনামিক স্কেল (কে). অন্যান্য তাপমাত্রার স্কেল যা বর্তমানে আন্তর্জাতিকভাবে বেশি ব্যবহৃত হয় তা হল ফারেনহাইট স্কেল (°ফা), সেলসিয়াস স্কেল (°সে) এবং আন্তর্জাতিক ব্যবহারিক তাপমাত্রা স্কেল.

আণবিক গতি তত্ত্বের দৃষ্টিকোণ থেকে, তাপমাত্রা একটি বস্তুর আণবিক গতির গড় গতিশক্তির একটি চিহ্ন. তাপমাত্রা হল বিপুল সংখ্যক অণুর তাপীয় গতির সমষ্টিগত অভিব্যক্তি এবং এতে পরিসংখ্যানগত তাৎপর্য রয়েছে.

সিমুলেশন ডায়াগ্রাম: বন্ধ জায়গায়, উচ্চ তাপমাত্রায় গ্যাসের অণুগুলির গতিবেগ নিম্ন তাপমাত্রার তুলনায় দ্রুত!

স্টেইনলেস স্টীল টিউব প্রোব কিট সহ NTC তাপমাত্রা সেন্সর

ABS হাউজিং প্রোব ওয়্যার 105° সহ NTC তাপমাত্রা সেন্সর

SEMITEC থার্মিস্টর সহ NTC তাপমাত্রা সেন্সর

2. তাপমাত্রা সেন্সর
একটি তাপমাত্রা সেন্সর এমন একটি সেন্সরকে বোঝায় যা তাপমাত্রা অনুধাবন করতে পারে এবং এটিকে ব্যবহারযোগ্য আউটপুট সংকেতে রূপান্তর করতে পারে. এটি তাপমাত্রা সনাক্তকরণ এবং নিয়ন্ত্রণ উপলব্ধি করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ ডিভাইস. সেন্সর বিস্তৃত মধ্যে, তাপমাত্রা সেন্সর হল সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত এবং দ্রুত বর্ধনশীল সেন্সরগুলির মধ্যে একটি. শিল্প উৎপাদনের অটোমেশন প্রক্রিয়ায়, তাপমাত্রা পরিমাপ পয়েন্টগুলি সমস্ত পরিমাপের পয়েন্টের প্রায় অর্ধেক জন্য দায়ী.

3. তাপমাত্রা সেন্সর গঠন

২. তাপমাত্রা সেন্সর উন্নয়ন
তাপ এবং ঠান্ডা উপলব্ধি মানুষের অভিজ্ঞতার ভিত্তি, কিন্তু তাপমাত্রা পরিমাপ করার উপায় খুঁজে বের করা অনেক মহান ব্যক্তিদের স্তব্ধ করেছে. প্রাচীন গ্রীক বা চীনারা প্রথম তাপমাত্রা পরিমাপের উপায় খুঁজে পেয়েছিল কিনা তা স্পষ্ট নয়, কিন্তু রেকর্ড আছে যে তাপমাত্রা সেন্সর ইতিহাস রেনেসাঁ শুরু.

আমরা তাপমাত্রা পরিমাপের মুখোমুখি হওয়া চ্যালেঞ্জগুলি দিয়ে শুরু করি, এবং তারপর বিভিন্ন দিক থেকে তাপমাত্রা সেন্সর উন্নয়ন ইতিহাস প্রবর্তন [উৎস: ওমেগা শিল্প পরিমাপ সাদা কাগজের নথি]:

1. পরিমাপের চ্যালেঞ্জ
একটি সম্পূর্ণ বা বস্তুর মধ্যে থাকা শক্তি পরিমাপ করতে তাপ ব্যবহার করা হয়. শক্তি যত বেশি, তাপমাত্রা যত বেশি. তবে, ভর এবং দৈর্ঘ্যের মতো ভৌত বৈশিষ্ট্যের বিপরীতে, তাপ সরাসরি পরিমাপ করা কঠিন, তাই বেশিরভাগ পরিমাপ পদ্ধতি পরোক্ষ, এবং বস্তুকে উত্তপ্ত করার প্রভাব পর্যবেক্ষণ করে তাপমাত্রা অনুমান করা হয়. অতএব, তাপ পরিমাপ মান সবসময় একটি চ্যালেঞ্জ হয়েছে.

ইন 1664, রবার্ট হুক পানির হিমাঙ্ককে তাপমাত্রার রেফারেন্স পয়েন্ট হিসাবে ব্যবহার করার প্রস্তাব করেছিলেন. ওলে রেইমার বিশ্বাস করতেন যে দুটি নির্দিষ্ট পয়েন্ট নির্ধারণ করা উচিত, এবং তিনি হুকের হিমাঙ্ক এবং জলের স্ফুটনাঙ্ক বেছে নিলেন. তবে, কিভাবে গরম এবং ঠান্ডা বস্তুর তাপমাত্রা পরিমাপ সবসময় একটি সমস্যা হয়েছে. 19 শতকে, বিজ্ঞানীরা যেমন গে-লুসাক, যিনি গ্যাস আইন অধ্যয়ন করেছেন, পাওয়া গেছে যখন একটি গ্যাস ধ্রুবক চাপে উত্তপ্ত হয়, দ্বারা তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় 1 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং আয়তন বৃদ্ধি পায় 1/267 (পরে সংশোধিত 1/273.15), এবং ধারণা 0 ডিগ্রী -273.15℃ উদ্ভূত হয়েছিল.

2. সম্প্রসারণ লক্ষ্য করুন: তরল এবং বাইমেটাল
রিপোর্ট অনুযায়ী, গ্যালিলিও এমন একটি যন্ত্র তৈরি করেছিলেন বলে মনে করা হয় যা চারপাশের তাপমাত্রার পরিবর্তন দেখায় 1592. এই ডিভাইসটি একটি পাত্রে বাতাসের সংকোচন নিয়ন্ত্রণ করে জলের কলামকে প্রভাবিত করে, এবং জলের কলামের উচ্চতা শীতল হওয়ার মাত্রা নির্দেশ করে. কিন্তু কারণ এই ডিভাইসটি সহজেই বায়ুচাপের দ্বারা প্রভাবিত হয়, এটা শুধুমাত্র একটি অভিনব খেলনা হিসাবে গণ্য করা যেতে পারে.

আমরা জানি যে থার্মোমিটারটি ইতালির সান্তোরিও সান্তোরি আবিষ্কার করেছিলেন 1612. তিনি একটি কাচের নলে তরলটিকে সিল করে রেখেছিলেন এবং এটি প্রসারিত হওয়ার সময় এর গতিবিধি পর্যবেক্ষণ করেছিলেন.

টিউবে কিছু স্কেল রাখলে পরিবর্তনগুলি দেখতে সহজ হয়, কিন্তু সিস্টেমে এখনও সুনির্দিষ্ট ইউনিটের অভাব ছিল. রেইমারের সাথে কাজ করেছিলেন গ্যাব্রিয়েল ফারেনহাইট. তিনি তরল হিসাবে অ্যালকোহল এবং পারদ ব্যবহার করে থার্মোমিটার তৈরি করতে শুরু করেছিলেন. বুধ নিখুঁত ছিল কারণ এটি একটি বৃহৎ পরিসরে তাপমাত্রা পরিবর্তনের একটি রৈখিক প্রতিক্রিয়া ছিল, কিন্তু এটা অত্যন্ত বিষাক্ত ছিল, তাই এটি এখন কম এবং কম ব্যবহৃত হয়. অন্যান্য বিকল্প তরল অধ্যয়ন করা হচ্ছে, কিন্তু এটি এখনও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়.

বাইমেটালিক তাপমাত্রা সেন্সর 1800 এর দশকের শেষের দিকে উদ্ভাবিত হয়েছিল. এটি দুটি ধাতব শীটের অসম প্রসারণের সুবিধা নেয় যখন তারা যোগ দেয়. তাপমাত্রার পরিবর্তনের ফলে ধাতব শীটগুলি বাঁকানো হয়, যা গ্যাস গ্রিলগুলিতে ব্যবহৃত থার্মোস্ট্যাট বা মিটার সক্রিয় করতে ব্যবহার করা যেতে পারে. এই সেন্সরের নির্ভুলতা বেশি নয়, হতে পারে প্লাস বা মাইনাস দুই ডিগ্রি, কিন্তু কম দামের কারণে এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়.

3. তাপবিদ্যুৎ প্রভাব
1800 এর দশকের গোড়ার দিকে, বিদ্যুৎ একটি উত্তেজনাপূর্ণ ক্ষেত্র ছিল. বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেছেন যে বিভিন্ন ধাতুর বিভিন্ন প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং পরিবাহিতা রয়েছে. ইন 1821, টমাস জোহান সিবেক থার্মোইলেক্ট্রিক প্রভাব আবিষ্কার করেন, যা বিভিন্ন ধাতুকে একত্রে সংযুক্ত করা যায় এবং ভোল্টেজ তৈরি করতে বিভিন্ন তাপমাত্রায় স্থাপন করা যায়. ডেভি ধাতব প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং তাপমাত্রার মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক প্রদর্শন করেছেন. বেকারেল তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য প্ল্যাটিনাম-প্ল্যাটিনাম থার্মোকল ব্যবহারের প্রস্তাব করেছিলেন, এবং প্রকৃত ডিভাইসটি লিওপোল্ড দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল 1829. প্ল্যাটিনাম প্রতিরোধের তাপমাত্রা সনাক্তকারীতেও ব্যবহার করা যেতে পারে, মায়ার্স দ্বারা উদ্ভাবিত 1932. এটি তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য সবচেয়ে সঠিক সেন্সরগুলির মধ্যে একটি.

ওয়্যারওয়াউন্ড আরটিডিগুলি ভঙ্গুর এবং তাই শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অনুপযুক্ত. সাম্প্রতিক বছরগুলিতে পাতলা ফিল্ম RTDs এর বিকাশ দেখা গেছে, যেগুলো ওয়্যারওয়াউন্ড RTD-এর মতো সঠিক নয়, কিন্তু আরো শক্তিশালী. 20 শতকে অর্ধপরিবাহী তাপমাত্রা পরিমাপ যন্ত্রের উদ্ভাবনও দেখা গেছে. সেমিকন্ডাক্টর তাপমাত্রা পরিমাপ ডিভাইসগুলি তাপমাত্রার পরিবর্তনগুলিতে সাড়া দেয় এবং উচ্চ নির্ভুলতা রয়েছে, কিন্তু সম্প্রতি পর্যন্ত, তাদের রৈখিকতার অভাব রয়েছে.

4. তাপীয় বিকিরণ
খুব গরম ধাতু এবং গলিত ধাতু তাপ উৎপন্ন করে, তাপ এবং দৃশ্যমান আলো নির্গত. কম তাপমাত্রায়, এছাড়াও তারা তাপ শক্তি বিকিরণ করে, কিন্তু দীর্ঘতর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে. ব্রিটিশ জ্যোতির্বিজ্ঞানী উইলিয়াম হার্শেল আবিষ্কার করেন 1800 যে এই “অস্পষ্ট” হালকা বা ইনফ্রারেড আলো তাপ উৎপন্ন করে.

স্বদেশী মেলোনির সাথে কাজ করছেন, রোবেলি একটি থার্মোপাইল তৈরি করার জন্য সিরিজে থার্মোকলগুলিকে সংযুক্ত করে এই দীপ্তিমান শক্তি সনাক্ত করার একটি উপায় আবিষ্কার করেছিলেন. এটি অনুসরণ করা হয়েছিল 1878 বোলোমিটার দ্বারা. আমেরিকান স্যামুয়েল ল্যাংলি আবিষ্কার করেন, এটি দুটি প্ল্যাটিনাম স্ট্রিপ ব্যবহার করেছে, একটি একক বাহু সেতু বিন্যাসে কালো করা হয়েছে. ইনফ্রারেড বিকিরণ দ্বারা উত্তাপ প্রতিরোধের একটি পরিমাপযোগ্য পরিবর্তন উত্পাদিত. বোলোমিটারগুলি ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিস্তৃত পরিসরের জন্য সংবেদনশীল.

বিপরীতে, রেডিয়েশন কোয়ান্টাম ডিটেক্টর ধরনের ডিভাইস, যা 1940 সাল থেকে বিকশিত হয়েছিল, শুধুমাত্র একটি সীমিত ব্যান্ডে ইনফ্রারেড আলোতে সাড়া দিয়েছে. আজ, সস্তা পাইরোমিটার ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, এবং থার্মাল ইমেজিং ক্যামেরার দাম কমার সাথে সাথে আরও হয়ে উঠবে.

5. তাপমাত্রা স্কেল
ফারেনহাইট যখন থার্মোমিটার তৈরি করে, তিনি বুঝতে পেরেছিলেন যে তার একটি তাপমাত্রা স্কেল প্রয়োজন. তিনি সেট 30 ডিগ্রী নোনা জল হিমাঙ্ক বিন্দু হিসাবে এবং উপর 180 ডিগ্রী লবণ জল ফুটন্ত পয়েন্ট হিসাবে. 25 বছর পরে, অ্যান্ডার্স সেলসিয়াস একটি স্কেল ব্যবহার করার প্রস্তাব 0-100, এবং আজকের “সেলসিয়াস” তার নামেও নামকরণ করা হয়েছে.

পরে, উইলিয়াম থমসন স্কেলের এক প্রান্তে একটি নির্দিষ্ট বিন্দু স্থাপনের সুবিধাগুলি আবিষ্কার করেছিলেন, এবং তারপর কেলভিন সেট করার প্রস্তাব দেন 0 ডিগ্রি সেলসিয়াস সিস্টেমের শুরু বিন্দু হিসাবে. এটি আজকের বিজ্ঞানে ব্যবহৃত কেলভিন তাপমাত্রা স্কেল গঠন করেছে.

III. তাপমাত্রা সেন্সর শ্রেণীবিভাগ
তাপমাত্রা সেন্সর অনেক ধরনের আছে, এবং বিভিন্ন শ্রেণিবিন্যাস মান অনুযায়ী তাদের বিভিন্ন নাম রয়েছে.

1. পরিমাপ পদ্ধতি দ্বারা শ্রেণীবিভাগ
পরিমাপ পদ্ধতি অনুযায়ী, তাদের দুই ভাগে ভাগ করা যায়: যোগাযোগ এবং অ-যোগাযোগ.

(1) যোগাযোগ তাপমাত্রা সেন্সর:

তাপমাত্রা পরিমাপ করতে সেন্সর সরাসরি বস্তুর সাথে যোগাযোগ করে. যেহেতু বস্তুর তাপ পরিমাপ করতে হবে তা সেন্সরে স্থানান্তরিত হয়, পরিমাপ করা বস্তুর তাপমাত্রা হ্রাস করা হয়. বিশেষ করে, যখন পরিমাপ করা বস্তুর তাপ ক্ষমতা ছোট হয়, পরিমাপের নির্ভুলতা কম. অতএব, এইভাবে একটি বস্তুর প্রকৃত তাপমাত্রা পরিমাপের পূর্বশর্ত হল যে পরিমাপ করা বস্তুর তাপ ক্ষমতা যথেষ্ট বড়.

(2) অ-যোগাযোগ তাপমাত্রা সেন্সর:
এটি প্রধানত বস্তুর তাপমাত্রা পরিমাপ করার জন্য বস্তুর তাপীয় বিকিরণ দ্বারা নির্গত ইনফ্রারেড বিকিরণ ব্যবহার করে, এবং দূরবর্তীভাবে পরিমাপ করা যেতে পারে. এর উৎপাদন খরচ বেশি, কিন্তু পরিমাপের নির্ভুলতা কম. সুবিধা হল যে এটি পরিমাপ করা বস্তু থেকে তাপ শোষণ করে না; এটি পরিমাপ করা বস্তুর তাপমাত্রা ক্ষেত্রের সাথে হস্তক্ষেপ করে না; ক্রমাগত পরিমাপ খরচ উৎপন্ন করে না; এটি একটি দ্রুত প্রতিক্রিয়া আছে, ইত্যাদি.

2. বিভিন্ন শারীরিক ঘটনা অনুযায়ী শ্রেণীবিভাগ
উপরন্তু, মাইক্রোওয়েভ তাপমাত্রা সেন্সর আছে, শব্দ তাপমাত্রা সেন্সর, তাপমাত্রা মানচিত্র তাপমাত্রা সেন্সর, তাপ প্রবাহ মিটার, জেট থার্মোমিটার, পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন থার্মোমিটার, Mossbauer প্রভাব থার্মোমিটার, জোসেফসন প্রভাব থার্মোমিটার, নিম্ন-তাপমাত্রা সুপারকন্ডাক্টিং রূপান্তর থার্মোমিটার, অপটিক্যাল ফাইবার তাপমাত্রা সেন্সর, ইত্যাদি. এর মধ্যে কয়েকটি তাপমাত্রা সেন্সর প্রয়োগ করা হয়েছে, এবং কিছু এখনও উন্নয়নাধীন.

জলরোধী, বিরোধী জারা RTD PT100 তাপমাত্রা সেন্সর

RTD PT100 তাপমাত্রা সেন্সর সহ 1-2 এনপিটি বাহ্যিক থ্রেডেড সংযোগ

সঙ্গে PT100 তাপমাত্রা সেন্সর RTD প্রোব 6 ইঞ্চি প্রোবের দৈর্ঘ্য

100 ওহম ক্লাস একটি প্লাটিনাম উপাদান (PT100)
তাপমাত্রা সহগ, a = 0.00385.
304 স্টেইনলেস স্টীল খাপ
স্ট্রেন ত্রাণ সঙ্গে রাগড ট্রানজিশন জংশন
প্রোবের দৈর্ঘ্য – 6 ইঞ্চি (152 মিমি) বা 12 ইঞ্চি (305মিমি)
প্রোবের ব্যাস 1/8 ইঞ্চি (3 মিমি)
তিন তার 72 ইঞ্চি (1.8মি) স্পেড লগে সীসা তারের সমাপ্তি
তাপমাত্রা রেটিং : 660°ফা (350°সে)

PT100 সিরিজ স্টেইনলেস স্টীল খাপ সঙ্গে RTD প্রোব এবং 100 ওহম প্ল্যাটিনাম RTD উপাদান. PT100-11 এর সাথে পাওয়া যায় 6 বা 12 ইঞ্চি প্রোবের দৈর্ঘ্য. এই প্রোবগুলি থেকে নির্মিত একটি 3 মিমি ব্যাসের খাপের বৈশিষ্ট্য রয়েছে 304 স্টেইনলেস স্টীল, একটি হেভি ডিউটি ​​ট্রানজিশন জয়েন্ট যা প্রোবটিকে সীসা তারের সাথে সংযুক্ত করে এবং 72 সীসা তারের ইঞ্চি ইঞ্চি রঙিন কোডেড কোদাল লগে শেষ হচ্ছে. একটি ক্লাস A সেন্সর উপাদান উচ্চ নির্ভুলতা পরিমাপ প্রদান করতে ব্যবহৃত হয়.

PT100 প্রোব শিল্প পরিবেশের জন্য উপযুক্ত. আরটিডি হল প্রতিরোধ ভিত্তিক সেন্সর তাই বৈদ্যুতিক শব্দের সংকেতের মানের উপর ন্যূনতম প্রভাব রয়েছে. তিনটি তারের সীসা নকশা সীসা তারের প্রতিরোধের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয় যা নির্ভুলতার উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ছাড়াই দীর্ঘ তারের চলার অনুমতি দেয়. স্প্রিং ওয়্যার স্ট্রেন রিলিফ সহ রগড ট্রানজিশন জয়েন্ট তার এবং প্রোবের মধ্যে একটি অত্যন্ত যান্ত্রিকভাবে শব্দ সংযোগের জন্য তৈরি করে.