温度センサーとは何ですか?

温度センサーは、オブジェクトがどれだけ熱いか冷たいかを測定するデバイスです, 電気信号を介して読みやすい形式で温度測定を提供する. より一般的なものは、熱電対と熱抵抗温度検出器です.

水温センサー

中国の温度センサー

データセンターの温度センサーの種類

現代の電子機器で現在使用されている4つの主要な温度センサーがあります: 負の温度係数 (NTC) サーミスタ, 測温抵抗体 (RTD), 熱電対, および半導体ベースの統合 (IC) センサー.
温度センサーはデバイスです, 通常, 熱電対または抵抗温度検出器, これは、電気信号を介して読みやすい形で温度測定を提供します.
温度計は、温度計の程度を測定するために使用される温度計の最も基本的な形式です。.

温度計は、コンクリートを監視するためにジオテクニカルフィールドで使用されます, 構造, 土壌, 水, 橋, 等. 季節変動による構造的変化のため.
熱電対 (T/C) 温度の変化に直接比例して電圧を生成する2つの異なる金属から作られています. RTD (測温抵抗体) 正確な温度の変化に直接比例して電気抵抗を変化させる可変抵抗器です, 繰り返し可能, そしてほぼ線形の方法.

私たちの日常生活で, しばしば温度計を見る必要があります, 給湯器, 電子レンジ, 冷蔵庫, 等. これらは重要なデバイスに適用されます - 温度センサー. この記事では、温度センサーを紹介します, 温度センサーの原理, 温度センサーの種類.

温度センサータイプ:
実際の応用例では, 利用可能な多くの温度センサーがあります, 実際のアプリケーションに応じて異なる特性があります. 温度センサーは、2つの基本的な物理タイプで構成されています:
1. 温度センサーの種類に連絡します
これらのタイプの温度センサーは、感知されているオブジェクトとの物理的な接触を必要とし、温度変化を監視するために伝導を使用する必要があります. それらを使用して固体を検出できます, 広い温度範囲にわたる液体またはガス.

2. 非接触温度センサータイプ
これらのタイプの温度センサーは、対流と放射線を使用して温度変化を監視します. それらは、熱が上昇し、寒さが対流電流で底に落ち着くと、放射エネルギーを放出する液体とガスを検出するために使用できます, または、赤外線放射の形でオブジェクトから送信された放射エネルギーを検出する (太陽).
接触および非接触温度センサーは、次の温度センサーにさらに分類されます.

温度センサーの原理:
1. サーモスタット
サーモスタットは、2つの異なる金属で作られたバイメタリックストリップで構成される接触温度センサーです, アルミニウムなど, 銅, ニッケル, またはタングステン.

2つの金属の線形膨張係数の違いにより、加熱すると機械的な曲げ動きが起こります。.

サーモスタットの実際の写真

2. バイメタルサーモスタット
サーモスタットは、異なる熱レベルを持つ2つの金属で構成されています。. 天気が寒いとき, 接点が閉じ、電流がサーモスタットを流れます. 加熱するにつれて, 1つの金属は他の金属よりも多く拡大します, そして、結合したバイメタルストリップが上に曲がっています (または下向き), 連絡先を開き、電気の流れを防ぎます.

バイメタルサーモスタットの物理的画像

二メタルストリップには2つの主要なタイプがあります, 温度変化にさらされたときの動きに主に基づいています. 設定された温度ポイントで電気接点に瞬時の「オン/オフ」または「オフ/オン」タイプのアクションを生成する「スナップアクション」タイプがあります, 温度が変化するにつれて徐々に位置を変える「クリープ」タイプが遅い .
バイメタルサーモスタット作業原理図

スナップ作用サーモスタットは、オーブンの温度設定点を制御するために、私たちの家で一般的に使用されています, アイロン, 浸漬温水タンク, また、家庭用暖房システムを制御するために壁にもあります.

クローラーのタイプは通常、温度が変化するにつれてゆっくりと拡散またはコイルを拡大またはコイルするバイメタリックコイルまたはスパイラルで構成されています. 一般的に言えば, クローラースタイルのバイメタルストリップは、ストリップがより長く薄いため、標準のスナップオン/オフタイプよりも温度変化に敏感です, 温度計とダイヤルで使用するのに理想的にします, 等.

3. サーミスタ
サーミスタは通常、セラミック材料で作られています, ニッケルなど, ガラスにメッキされたマンガンまたはコバルト酸化物, これにより、それらは簡単に破損します. スナップアクションタイプよりも彼らの主な利点は、温度の変化にどれだけ速く応答するかです, 精度と再現性.

ほとんどのサーミスタの温度係数は負です (NTC), これは、温度が上昇すると抵抗が減少することを意味します. しかし, 温度係数が正のサーミスタがいくつかあります (PTC) そして、それらの抵抗は温度とともに増加します.

サーミスタの物理的な画像

サーミスタは、室温での抵抗に基づいて評価されます (いつもの 25 o c), 彼らの時定数 (温度の変化に反応するのにかかる時間), そして、それらを流れる電流に対する彼らのパワー評価. 抵抗器のように, サーミスタは、室温の範囲の抵抗値を持っています 10 Megohmsから数オームまで, しかし、センシングのために、キルームで測定されたこれらのタイプが通常使用されます.

4. 温度センサーの例NO1
25の次のサーミスタの抵抗値は10kΩです, そして、100の抵抗値は100Ωです. 出力電圧を計算するために、1kΩ抵抗を使用して直列に配置すると、サーミスタ全体の電圧低下を計算します (Vout) 両方の温度で12Vの供給全体.
温度センサーの例図

R2の固定抵抗値を変更することにより (1私たちの例ではkΩ) ポテンショメータまたはプリセット値に, 所定の温度設定ポイントで電圧出力を取得できます, たとえば、60°Cでの5V出力. ポテンショメータを変更して特定の出力電圧レベルを取得することにより、より広い温度範囲で得ることができます.

しかし, サーミスタは非線形デバイスであることに注意する必要があります, そして、室温での異なるサーミスタの標準抵抗値は異なります, 主に半導体材料で作られているためです. サーミスタは温度で指数関数的に変化するため、ベータ温度定数があります (b) これは、特定の温度ポイントで抵抗を計算するために使用できます.

しかし, シリーズ抵抗で使用する場合, 電圧分割ネットワークやホイートストンブリッジタイプの配置など. 電圧分割/ブリッジネットワークに適用される電圧に応答して得られる電流は、温度とともに線形です. 抵抗器全体の出力電圧は、温度とともに直線的にスケーリングします.