온도 센서 ( NTC / RTD ) 개념, 개발 및 분류

나. 온도 센서의 기본 개념
1. 온도
온도는 물체의 뜨거운 정도 또는 물체의 차가움을 나타내는 물리적 수량입니다.. 현미경으로, 물체 분자의 열 운동의 강도입니다.. 온도가 높을수록, 물체 내부의 분자의 열 움직임이 더 강해집니다..

온도는 온도에 따라 변하는 물체의 특정 특성을 통해 간접적으로 만 측정 할 수 있습니다., 물체의 온도 값을 측정하는 데 사용되는 스케일을 온도 스케일이라고합니다.. 출발점을 지정합니다 (영점) 온도 판독 및 온도 측정을위한 기본 단위. 국제 단위는 열역학적 규모입니다 (케이). 현재 더 국제적으로 사용되는 다른 온도 척도는 화씨 규모입니다. (°F), 섭씨 규모 (℃) 그리고 국제적인 실용 온도 규모.

분자 운동 이론의 관점에서, 온도는 물체의 분자 운동의 평균 운동 에너지의 징후입니다.. 온도는 다수의 분자의 열 운동의 집단적 발현이며 통계적 유의성을 포함합니다..

시뮬레이션 다이어그램: 닫힌 공간에서, 고온에서의 가스 분자의 운동 속도는 저온에서보다 빠릅니다.!

스테인레스 스틸 튜브 프로브 키트가있는 NTC 온도 센서

ABS 하우징 프로브 와이어 105 °가있는 NTC 온도 센서

Semitec 서머 스터가있는 NTC 온도 센서

2. 온도 센서
온도 센서는 온도를 감지하고 사용 가능한 출력 신호로 변환 할 수있는 센서를 나타냅니다.. 온도 감지 및 제어를 실현하는 데 중요한 장치입니다.. 다양한 센서 중, 온도 센서는 가장 널리 사용되고 가장 빠르게 성장하는 센서 중 하나입니다.. 산업 생산의 자동화 프로세스에서, 온도 측정 지점은 모든 측정 지점의 약 절반을 차지합니다..

3. 온도 센서의 구성

II. 온도 센서 개발
열과 추위에 대한 인식은 인간 경험의 기초입니다., 그러나 온도를 측정하는 방법을 찾는 것은 많은 위대한 남자들이 그만 두었습니다.. 고대 그리스인이나 중국인이 처음 온도를 측정하는 방법을 찾았는지 확실하지 않습니다., 그러나 온도 센서의 역사는 르네상스에서 시작되었다는 기록이 있습니다..

우리는 온도 측정이 직면 한 문제로 시작합니다, 그런 다음 다양한 측면에서 온도 센서의 개발 이력을 소개합니다. [원천: 오메가 산업 측정 백서 문서]:

1. 측정의 도전
열은 전체 또는 물체에 포함 된 에너지를 측정하는 데 사용됩니다.. 에너지가 커집니다, 온도가 높을수록. 하지만, 질량 및 길이와 같은 물리적 특성과 달리, 열은 직접 측정하기가 어렵습니다, 따라서 대부분의 측정 방법은 간접적입니다, 그리고 온도는 물체를 가열하는 효과를 관찰하여 추론됩니다.. 그러므로, 열의 측정 표준은 항상 도전이었습니다..

~ 안에 1664, Robert Hooke는 온도의 기준점으로 물의 동결 지점을 사용하여 제안했습니다.. Ole Reimer는 두 개의 고정 점을 결정해야한다고 믿었습니다., 그리고 그는 Hooke의 얼어 붙은 지점과 물의 끓는점을 선택했습니다.. 하지만, 뜨겁고 차가운 물체의 온도를 측정하는 방법은 항상 문제였습니다.. 19 세기, Gay-Lussac과 같은 과학자, 가스 법을 연구 한 사람, 가스가 일정한 압력으로 가열 될 때, 온도가 증가합니다 1 섭씨와 부피는 증가합니다 1/267 (나중에 수정되었습니다 1/273.15), 그리고의 개념 0 도 -273.15 ℃가 도출되었다.

2. 확장을 관찰하십시오: 액체와 바이 메탈
보고서에 따르면, 갈릴레오는 온도 변화를 보여주는 장치를 만든 것으로 여겨진다 1592. 이 장치는 용기에 공기의 수축을 제어하여 물 기둥에 영향을 미칩니다., 물 기둥의 높이는 냉각 정도를 나타냅니다.. 그러나이 장치는 공기압의 영향을 쉽게, 그것은 새로운 장난감으로만 간주 될 수 있습니다.

우리가 알고있는 온도계는 이탈리아의 Santorio Santorii에 의해 발명되었습니다. 1612. 그는 유리 튜브에 액체를 밀봉하고 확장했을 때 움직임을 관찰했습니다..

튜브에 약간의 비늘을 넣으면 변경 사항을 쉽게 볼 수있었습니다., 그러나 시스템에는 여전히 정확한 단위가 부족했습니다. Reimer와의 작업은 Gabriel Fahrenheit였습니다. 그는 알코올과 수은을 액체로 사용하여 온도계를 생산하기 시작했습니다.. 수은은 넓은 범위에서 온도 변화에 선형 반응을 보였기 때문에 완벽했습니다., 그러나 그것은 매우 독성이있었습니다, 따라서 이제는 점점 더 많이 사용됩니다. 다른 대체 액체가 연구되고 있습니다, 그러나 여전히 널리 사용됩니다.

바이메탈 온도 센서는 1800 년대 후반에 발명되었습니다.. 합류 할 때 두 개의 금속 시트의 고르지 않은 확장을 활용합니다.. 온도 변화로 인해 금속 시트가 구부러집니다, 가스 그릴에 사용되는 것과 유사한 온도 조절기 또는 미터를 활성화하는 데 사용할 수 있습니다.. 이 센서의 정확도는 높지 않습니다, 플러스 또는 마이너스 2도, 그러나 저렴한 가격으로 인해 널리 사용됩니다..

3. 열전 효과
1800 년대 초, 전기는 흥미로운 분야였습니다. 과학자들은 금속이 다른 내성과 전도도가 다르다는 것을 발견했습니다.. ~ 안에 1821, Thomas Johann Seebeck은 열전 효과를 발견했습니다, 다른 금속이 서로 연결되어 다른 온도에 배치하여 전압을 생성 할 수 있습니다.. Davy는 금속 저항성과 온도 사이의 상관 관계를 보여주었습니다. Becquerel은 온도 측정을 위해 백금-플래티넘 열전대의 사용을 제안했습니다., 실제 장치는 Leopold In에 의해 생성되었습니다 1829. 백금은 저항 온도 감지기에도 사용할 수 있습니다, 마이어스가 발명했습니다 1932. 온도 측정을위한 가장 정확한 센서 중 하나입니다..

Wirwound RTD는 깨지기 쉬우므로 산업 응용 분야에 적합하지 않습니다.. 최근 몇 년 동안 박막 RTD의 개발을 보았습니다., 전선 RTD만큼 정확하지 않습니다, 그러나 더 강력합니다. 20 세기는 또한 반도체 온도 측정 장치의 발명을 보았습니다.. 반도체 온도 측정 장치는 온도 변화에 반응하고 정확도가 높습니다., 그러나 최근까지, 선형성이 부족합니다.

4. 열 방사선
매우 뜨거운 금속과 용융 금속은 열을 발생시킵니다, 열과 가시 광선 방출. 낮은 온도에서, 그들은 또한 열 에너지를 방출합니다, 그러나 더 긴 파장으로. 영국 천문학 자 윌리엄 허스 첼이 발견했다 1800 이건 “흐린” 빛 또는 적외선 빛은 열을 생성합니다.

동포 Meloni와 협력합니다, Robelli. 이것은 이어졌습니다 1878 볼로 미터에 의해. 미국 사무엘 랭글리 (Samuel Langley)가 발명했습니다, 이것은 두 개의 백금 스트립을 사용했습니다, 하나는 단일 암 브리지 배열에서 검은 색입니다. 적외선 방사선에 의한 가열은 저항의 측정 가능한 변화를 일으켰습니다.. 볼로미터는 광범위한 적외선 파장에 민감합니다..

대조적으로, 방사선 양자 검출기 유형의 장치, 1940 년대부터 개발되었습니다, 제한된 밴드에서는 적외선에만 반응했습니다. 오늘, 저렴한 불꽃계가 널리 사용됩니다, 열 화상 카메라의 가격이 떨어질 때.

5. 온도 스케일
화씨가 온도계를 만들었을 때, 그는 온도 스케일이 필요하다는 것을 깨달았습니다. 그는 설정했다 30 동결 지점과 그 이상으로 바닷물을 도입합니다 180 끓는점으로 바닷물을 도입합니다. 25 몇 년 후, Anders Celsius는 규모를 사용하도록 제안했습니다 0-100, 그리고 오늘은 “섭씨” 또한 그의 이름을 따서 명명되었습니다.

나중에, William Thomson은 규모의 한쪽 끝에서 고정점을 설정하는 이점을 발견했습니다., 그리고 켈빈은 설정을 제안했습니다 0 섭씨 시스템의 출발점으로서의 학위. 이것은 오늘날 과학에 사용 된 켈빈 온도 척도를 형성했습니다..

III. 온도 센서의 분류
온도 센서에는 여러 유형이 있습니다, 그리고 다른 분류 표준에 따라 다른 이름을 가지고 있습니다..

1. 측정 방법 별 분류
측정 방법에 따라, 그것들은 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다: 연락 및 비 접촉.

(1) 온도 센서에 연락하십시오:

센서는 온도를 측정하기 위해 측정 할 객체를 직접 접촉합니다.. 측정 할 물체의 열이 센서로 전달됨에 따라, 측정 할 물체의 온도가 줄어 듭니다.. 특히, 측정 할 물체의 열 용량이 작을 때, 측정 정확도는 낮습니다. 그러므로, 이러한 방식으로 물체의 실제 온도를 측정하기위한 전제 조건은 측정중인 물체의 열 용량이 충분히 크다는 것입니다..

(2) 비접촉 온도 센서:
주로 물체의 온도를 측정하기 위해 측정중인 물체의 열 방사선에 의해 방출되는 적외선 방사선을 사용합니다., 원격으로 측정 할 수 있습니다. 제조 비용은 높습니다, 그러나 측정 정확도는 낮습니다. 장점은 측정중인 물체에서 열을 흡수하지 않는다는 것입니다.; 측정중인 물체의 온도 필드를 방해하지 않습니다.; 지속적인 측정은 소비를 생성하지 않습니다; 빠른 응답이 있습니다, 등.

2. 다른 물리적 현상에 따른 분류
게다가, 전자 레인지 온도 센서가 있습니다, 소음 온도 센서, 온도 맵 온도 센서, 열 흐름 미터, 제트 온도계, 핵 자기 공명 온도계, Mossbauer 효과 온도계, 조셉슨은 온도계에 영향을 미칩니다, 저온 초전도 전환 온도계, 광섬유 온도 센서, 등. 이러한 온도 센서 중 일부가 적용되었습니다, 그리고 일부는 여전히 개발 중입니다.

방수복, 반응체 RTD PT100 온도 센서

RTD PT100 온도 센서 1-2 NPT 외부 스레드 연결

PT100 온도 센서 RTD 프로브 6 인치 프로브 길이

100 옴 클래스 A 백금 요소 (PT100)
온도 계수, a = 0.00385.
304 스테인레스 스틸 칼집
변형 완화와 견고한 전환 접합
프로브 길이 – 6 신장 (152 mm) 또는 12 신장 (305mm)
프로브 직경 1/8 인치 (3 mm)
세 와이어 72 인치 (1.8중) 스페이드 러그에서 리드 와이어 종료
온도 등급 : 660°F (350℃)

PT100 시리즈는 스테인레스 스틸 외피가있는 RTD 프로브입니다. 100 Ohm Platinum Rtd 요소. PT100-11은 사용할 수 있습니다 6 또는 12 인치 프로브 길이. 이 프로브는 제작 된 3mm 직경 외피를 특징으로합니다 304 스테인레스 스틸, 프로브를 리드 와이어에 연결하는 헤비 듀티 전환 조인트 72 색상 코드 스페이드 러그에서 종료되는 리드 와이어 인치. 클래스 A 센서 요소는 높은 정확도 측정을 제공하는 데 사용됩니다..

PT100 프로브는 산업 환경에 적합합니다. RTD는 저항 기반 센서이므로 전기 노이즈는 신호 품질에 최소한의 영향을 미칩니다.. 3 개의 와이어 리드 디자인은 리드 와이어 저항을 보상합니다.. 스프링 와이어 스트레인 릴리프가있는 견고한 전환 조인트는 와이어와 프로브 사이의 기계적으로 사운드 연결을 만듭니다..