ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ ( Ntc / Rtd ) భావన, అభివృద్ధి మరియు వర్గీకరణ

I. ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు
1. ఉష్ణోగ్రత
ఉష్ణోగ్రత అనేది ఒక వస్తువు యొక్క వేడి లేదా చల్లదనం యొక్క స్థాయిని సూచించే భౌతిక పరిమాణం. సూక్ష్మదర్శిని, అది ఒక వస్తువు యొక్క అణువుల ఉష్ణ చలనం యొక్క తీవ్రత. అధిక ఉష్ణోగ్రత, ఆబ్జెక్ట్ లోపల ఉన్న అణువుల ఉష్ణ చలనం మరింత తీవ్రంగా ఉంటుంది.

ఉష్ణోగ్రతతో మారే వస్తువు యొక్క నిర్దిష్ట లక్షణాల ద్వారా మాత్రమే ఉష్ణోగ్రతను పరోక్షంగా కొలవవచ్చు, మరియు ఒక వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత విలువను కొలవడానికి ఉపయోగించే స్కేల్‌ను ఉష్ణోగ్రత ప్రమాణం అంటారు. ఇది ప్రారంభ బిందువును నిర్దేశిస్తుంది (సున్నా పాయింట్) ఉష్ణోగ్రత పఠనం మరియు ఉష్ణోగ్రతను కొలిచే ప్రాథమిక యూనిట్. అంతర్జాతీయ యూనిట్ థర్మోడైనమిక్ స్కేల్ (K). ప్రస్తుతం అంతర్జాతీయంగా ఎక్కువగా ఉపయోగించే ఇతర ఉష్ణోగ్రత ప్రమాణాలు ఫారెన్‌హీట్ స్కేల్ (°F), సెల్సియస్ స్కేల్ (° C.) మరియు అంతర్జాతీయ ఆచరణాత్మక ఉష్ణోగ్రత స్థాయి.

పరమాణు చలన సిద్ధాంతం యొక్క కోణం నుండి, ఉష్ణోగ్రత అనేది ఒక వస్తువు యొక్క పరమాణు చలనం యొక్క సగటు గతి శక్తికి సంకేతం. ఉష్ణోగ్రత అనేది పెద్ద సంఖ్యలో అణువుల యొక్క ఉష్ణ చలనం యొక్క సామూహిక వ్యక్తీకరణ మరియు గణాంక ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉంటుంది.

అనుకరణ రేఖాచిత్రం: ఒక క్లోజ్డ్ స్పేస్ లో, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద గ్యాస్ అణువుల కదలిక వేగం తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల కంటే వేగంగా ఉంటుంది!

స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ ట్యూబ్ ప్రోబ్ కిట్‌తో NTC ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్

ABS హౌసింగ్ ప్రోబ్ వైర్ 105°తో NTC ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్

SEMITEC థర్మిస్టర్‌తో NTC ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్

2. ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్
ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ అనేది ఉష్ణోగ్రతను గ్రహించి, దానిని ఉపయోగించగల అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌గా మార్చగల సెన్సార్‌ను సూచిస్తుంది. ఉష్ణోగ్రతను గుర్తించడం మరియు నియంత్రించడం కోసం ఇది ఒక ముఖ్యమైన పరికరం. అనేక రకాల సెన్సార్ల మధ్య, ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే మరియు వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్న సెన్సార్లలో ఒకటి. పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి యొక్క ఆటోమేషన్ ప్రక్రియలో, ఉష్ణోగ్రత కొలత పాయింట్లు అన్ని కొలత పాయింట్లలో సగం వరకు ఉంటాయి.

3. ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ల కూర్పు

Ii. ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ల అభివృద్ధి
వేడి మరియు చలి యొక్క అవగాహన మానవ అనుభవానికి ఆధారం, కానీ ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి ఒక మార్గాన్ని కనుగొనడం చాలా మంది గొప్ప వ్యక్తులను స్టంప్ చేసింది. పురాతన గ్రీకులు లేదా చైనీయులు ఉష్ణోగ్రతను కొలిచే మార్గాన్ని మొదట కనుగొన్నారా అనేది స్పష్టంగా లేదు, కానీ ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ల చరిత్ర పునరుజ్జీవనోద్యమంలో ప్రారంభమైనట్లు రికార్డులు ఉన్నాయి.

మేము ఉష్ణోగ్రత కొలత ఎదుర్కొనే సవాళ్లతో ప్రారంభిస్తాము, ఆపై వివిధ అంశాల నుండి ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ల అభివృద్ధి చరిత్రను పరిచయం చేయండి [మూలం: OMEGA ఇండస్ట్రియల్ మెజర్మెంట్ వైట్ పేపర్ డాక్యుమెంట్]:

1. కొలత యొక్క సవాళ్లు
మొత్తం లేదా వస్తువులో ఉన్న శక్తిని కొలవడానికి వేడిని ఉపయోగిస్తారు. శక్తి ఎక్కువ, అధిక ఉష్ణోగ్రత. అయితే, ద్రవ్యరాశి మరియు పొడవు వంటి భౌతిక లక్షణాల వలె కాకుండా, వేడిని నేరుగా కొలవడం కష్టం, కాబట్టి చాలా కొలత పద్ధతులు పరోక్షంగా ఉంటాయి, మరియు వస్తువును వేడి చేసే ప్రభావాన్ని గమనించడం ద్వారా ఉష్ణోగ్రత ఊహించబడుతుంది. అందువల్ల, వేడి యొక్క కొలత ప్రమాణం ఎల్లప్పుడూ సవాలుగా ఉంది.

లో 1664, రాబర్ట్ హుక్ నీటి ఘనీభవన బిందువును ఉష్ణోగ్రతకు సూచన బిందువుగా ఉపయోగించాలని ప్రతిపాదించాడు. Ole Reimer రెండు స్థిరమైన పాయింట్లను నిర్ణయించాలని నమ్మాడు, మరియు అతను హుక్ యొక్క ఘనీభవన స్థానం మరియు నీటి మరిగే బిందువును ఎంచుకున్నాడు. అయితే, వేడి మరియు శీతల వస్తువుల ఉష్ణోగ్రతను ఎలా కొలవాలి అనేది ఎల్లప్పుడూ ఒక సమస్య. 19వ శతాబ్దంలో, గే-లుసాక్ వంటి శాస్త్రవేత్తలు, గ్యాస్ చట్టాన్ని అధ్యయనం చేసిన వారు, స్థిరమైన ఒత్తిడిలో వాయువు వేడి చేయబడినప్పుడు కనుగొనబడింది, ద్వారా ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది 1 డిగ్రీ సెల్సియస్ మరియు వాల్యూమ్ పెరుగుతుంది 1/267 (తరువాత సవరించబడింది 1/273.15), మరియు భావన 0 డిగ్రీలు -273.15℃ ఉద్భవించింది.

2. విస్తరణను గమనించండి: ద్రవాలు మరియు ద్విలోహాలు
నివేదికల ప్రకారం, చుట్టూ ఉష్ణోగ్రత మార్పులను చూపించే పరికరాన్ని గెలీలియో తయారు చేసినట్లు నమ్ముతారు 1592. ఈ పరికరం కంటైనర్‌లో గాలి సంకోచాన్ని నియంత్రించడం ద్వారా నీటి కాలమ్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది, మరియు నీటి కాలమ్ యొక్క ఎత్తు శీతలీకరణ స్థాయిని సూచిస్తుంది. కానీ ఈ పరికరం గాలి పీడనం ద్వారా సులభంగా ప్రభావితమవుతుంది, అది ఒక నవల బొమ్మగా మాత్రమే పరిగణించబడుతుంది.

మనకు తెలిసిన థర్మామీటర్‌ను ఇటలీలోని శాంటోరియో శాంటోరి కనుగొన్నారు 1612. అతను ఒక గాజు గొట్టంలో ద్రవాన్ని మూసివేసి, అది విస్తరించినప్పుడు దాని కదలికను గమనించాడు.

ట్యూబ్‌పై కొన్ని ప్రమాణాలను ఉంచడం వల్ల మార్పులను చూడటం సులభం అయింది, కానీ వ్యవస్థలో ఇప్పటికీ ఖచ్చితమైన యూనిట్లు లేవు. రీమర్‌తో కలిసి పని చేస్తున్నది గాబ్రియేల్ ఫారెన్‌హీట్. అతను ఆల్కహాల్ మరియు పాదరసం ద్రవాలుగా ఉపయోగించి థర్మామీటర్లను ఉత్పత్తి చేయడం ప్రారంభించాడు. మెర్క్యురీ పరిపూర్ణమైనది ఎందుకంటే ఇది పెద్ద పరిధిలో ఉష్ణోగ్రత మార్పులకు సరళ ప్రతిస్పందనను కలిగి ఉంది, కానీ అది అత్యంత విషపూరితమైనది, కాబట్టి ఇది ఇప్పుడు తక్కువ మరియు తక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇతర ప్రత్యామ్నాయ ద్రవాలను అధ్యయనం చేస్తున్నారు, కానీ ఇది ఇప్పటికీ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది.

బైమెటాలిక్ ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ 1800 ల చివరలో కనుగొనబడింది. అవి చేరినప్పుడు రెండు మెటల్ షీట్ల అసమాన విస్తరణ ప్రయోజనాన్ని పొందుతుంది. ఉష్ణోగ్రత మార్పు మెటల్ షీట్లను వంగడానికి కారణమవుతుంది, ఇది గ్యాస్ గ్రిల్స్‌లో ఉపయోగించే థర్మోస్టాట్ లేదా మీటర్‌ను సక్రియం చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ఈ సెన్సార్ యొక్క ఖచ్చితత్వం ఎక్కువగా లేదు, ప్లస్ లేదా మైనస్ రెండు డిగ్రీలు ఉండవచ్చు, కానీ తక్కువ ధర కారణంగా ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

3. థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం
1800 ల ప్రారంభంలో, విద్యుత్ ఒక ఉత్తేజకరమైన క్షేత్రం. వివిధ లోహాలు వేర్వేరు నిరోధకత మరియు వాహకతను కలిగి ఉన్నాయని శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నారు. లో 1821, థామస్ జోహన్ సీబెక్ థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కనుగొన్నాడు, వోల్టేజీని ఉత్పత్తి చేయడానికి వివిధ లోహాలను ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించవచ్చు మరియు వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఉంచవచ్చు. డేవి మెటల్ రెసిస్టివిటీ మరియు ఉష్ణోగ్రత మధ్య సహసంబంధాన్ని ప్రదర్శించాడు. బెక్వెరెల్ ఉష్ణోగ్రత కొలత కోసం ప్లాటినం-ప్లాటినం థర్మోకపుల్స్‌ను ఉపయోగించాలని ప్రతిపాదించాడు, మరియు అసలు పరికరం లియోపోల్డ్ ద్వారా సృష్టించబడింది 1829. ప్లాటినం నిరోధక ఉష్ణోగ్రత డిటెక్టర్లలో కూడా ఉపయోగించవచ్చు, లో మైయర్స్ కనుగొన్నారు 1932. ఉష్ణోగ్రతను కొలిచే అత్యంత ఖచ్చితమైన సెన్సార్లలో ఇది ఒకటి.

వైర్‌వౌండ్ RTDలు పెళుసుగా ఉంటాయి మరియు పారిశ్రామిక అనువర్తనాలకు తగినవి కావు. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో సన్నని చలనచిత్ర RTDల అభివృద్ధి కనిపించింది, వైర్‌వౌండ్ RTDల వలె ఖచ్చితమైనవి కావు, కానీ మరింత పటిష్టంగా ఉంటాయి. 20వ శతాబ్దంలో సెమీకండక్టర్ ఉష్ణోగ్రత కొలత పరికరాలను కూడా కనుగొన్నారు. సెమీకండక్టర్ ఉష్ణోగ్రత కొలత పరికరాలు ఉష్ణోగ్రత మార్పులకు ప్రతిస్పందిస్తాయి మరియు అధిక ఖచ్చితత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కానీ ఇటీవల వరకు, వారికి సరళత లేదు.

4. థర్మల్ రేడియేషన్
చాలా వేడి లోహాలు మరియు కరిగిన లోహాలు వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి, వేడి మరియు కనిపించే కాంతిని విడుదల చేస్తుంది. తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, అవి ఉష్ణ శక్తిని కూడా ప్రసరింపజేస్తాయి, కానీ ఎక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాలతో. బ్రిటిష్ ఖగోళ శాస్త్రవేత్త విలియం హెర్షెల్ కనుగొన్నారు 1800 ఇది అని “గజిబిజిగా” కాంతి లేదా పరారుణ కాంతి వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

దేశస్థుడైన మెలోనితో కలిసి పని చేస్తున్నాను, రోబెల్లీ థర్మోపైల్‌ను సృష్టించడానికి థర్మోకపుల్‌లను సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా ఈ రేడియంట్ శక్తిని గుర్తించే మార్గాన్ని కనుగొన్నాడు. దీనిని అనుసరించారు 1878 బోలోమీటర్ ద్వారా. అమెరికన్ శామ్యూల్ లాంగ్లీ కనుగొన్నారు, ఇది రెండు ప్లాటినం స్ట్రిప్స్‌ను ఉపయోగించింది, సింగిల్ ఆర్మ్ వంతెన అమరికలో ఒకటి నల్లబడింది. ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ ద్వారా వేడి చేయడం వల్ల ప్రతిఘటనలో కొలవదగిన మార్పు వచ్చింది. బోలోమీటర్లు విస్తృతమైన పరారుణ తరంగదైర్ఘ్యాలకు సున్నితంగా ఉంటాయి.

దీనికి విరుద్ధంగా, రేడియేషన్ క్వాంటం డిటెక్టర్ రకం పరికరాలు, ఇది 1940ల నుండి అభివృద్ధి చేయబడింది, పరిమిత బ్యాండ్‌లోని పరారుణ కాంతికి మాత్రమే ప్రతిస్పందించింది. ఈ రోజు, చవకైన పైరోమీటర్లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, మరియు థర్మల్ ఇమేజింగ్ కెమెరాల ధర పడిపోవడంతో మరింత ఎక్కువ అవుతుంది.

5. ఉష్ణోగ్రత స్థాయి
ఫారెన్‌హీట్ థర్మామీటర్‌ను తయారు చేసినప్పుడు, అతనికి ఉష్ణోగ్రత స్థాయి అవసరమని అతను గ్రహించాడు. అతను సెట్ చేసాడు 30 డిగ్రీల ఉప్పు నీరు ఘనీభవన స్థానం మరియు పైగా 180 మరిగే బిందువుగా డిగ్రీల ఉప్పు నీరు. 25 సంవత్సరాల తరువాత, అండర్స్ సెల్సియస్ స్కేల్‌ను ఉపయోగించాలని ప్రతిపాదించారు 0-100, మరియు నేటి “సెల్సియస్” అతని పేరు కూడా పెట్టబడింది.

తరువాత, విలియం థామ్సన్ స్కేల్ యొక్క ఒక చివర స్థిర బిందువును సెట్ చేయడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలను కనుగొన్నాడు, ఆపై కెల్విన్ సెట్ చేయడానికి ప్రతిపాదించాడు 0 సెల్సియస్ వ్యవస్థ యొక్క ప్రారంభ బిందువుగా డిగ్రీలు. ఇది నేడు సైన్స్‌లో ఉపయోగించే కెల్విన్ ఉష్ణోగ్రత స్థాయిని రూపొందించింది.

Iii. ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ల వర్గీకరణ
అనేక రకాల ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు ఉన్నాయి, మరియు వారు వేర్వేరు వర్గీకరణ ప్రమాణాల ప్రకారం వేర్వేరు పేర్లను కలిగి ఉన్నారు.

1. కొలత పద్ధతి ద్వారా వర్గీకరణ
కొలత పద్ధతి ప్రకారం, వాటిని రెండు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: పరిచయం మరియు నాన్-కాంటాక్ట్.

(1) ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్‌ను సంప్రదించండి:

సెన్సార్ ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి కొలవవలసిన వస్తువును నేరుగా సంప్రదిస్తుంది. కొలవవలసిన వస్తువు యొక్క వేడి సెన్సార్‌కు బదిలీ చేయబడుతుంది, కొలవవలసిన వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది. ముఖ్యంగా, కొలవవలసిన వస్తువు యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, కొలత ఖచ్చితత్వం తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, ఈ విధంగా ఒక వస్తువు యొక్క నిజమైన ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి ఆవశ్యకత ఏమిటంటే, కొలవబడే వస్తువు యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యం తగినంత పెద్దది.

(2) నాన్-కాంటాక్ట్ ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్:
ఇది ప్రధానంగా వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి కొలవబడే వస్తువు యొక్క ఉష్ణ వికిరణం ద్వారా విడుదలయ్యే పరారుణ వికిరణాన్ని ఉపయోగిస్తుంది., మరియు రిమోట్‌గా కొలవవచ్చు. దీని తయారీ వ్యయం ఎక్కువ, కానీ కొలత ఖచ్చితత్వం తక్కువగా ఉంటుంది. ప్రయోజనాలు ఏమిటంటే అది కొలిచే వస్తువు నుండి వేడిని గ్రహించదు; కొలవబడే వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత క్షేత్రానికి ఇది అంతరాయం కలిగించదు; నిరంతర కొలత వినియోగాన్ని ఉత్పత్తి చేయదు; ఇది వేగవంతమైన ప్రతిస్పందనను కలిగి ఉంది, మొదలైనవి.

2. వివిధ భౌతిక దృగ్విషయాల ప్రకారం వర్గీకరణ
అదనంగా, మైక్రోవేవ్ ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు ఉన్నాయి, శబ్దం ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు, ఉష్ణోగ్రత మ్యాప్ ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు, ఉష్ణ ప్రవాహ మీటర్లు, జెట్ థర్మామీటర్లు, న్యూక్లియర్ మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ థర్మామీటర్లు, మోస్‌బౌర్ ఎఫెక్ట్ థర్మామీటర్లు, జోసెఫ్సన్ ప్రభావం థర్మామీటర్లు, తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టింగ్ కన్వర్షన్ థర్మామీటర్లు, ఆప్టికల్ ఫైబర్ ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు, మొదలైనవి. వీటిలో కొన్ని ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు వర్తింపజేయబడ్డాయి, మరియు కొన్ని ఇంకా అభివృద్ధిలో ఉన్నాయి.

జలనిరోధిత, వ్యతిరేక తుప్పు RTD PT100 ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్

RTD PT100 ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ 1-2 NPT బాహ్య థ్రెడ్ కనెక్షన్

PT100 ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ RTD ప్రోబ్ 6 అంగుళం ప్రోబ్ పొడవు

100 ఓం క్లాస్ A ప్లాటినం మూలకం (Pt100)
ఉష్ణోగ్రత గుణకం, a = 0.00385.
304 స్టెయిన్లెస్ స్టీల్ షీత్
స్ట్రెయిన్ రిలీఫ్‌తో కఠినమైన ట్రాన్సిషన్ జంక్షన్
ప్రోబ్ పొడవు – 6 అంగుళాలు (152 మి.మీ) లేదా 12 అంగుళాలు (305మి.మీ)
ప్రోబ్ వ్యాసం 1/8 అంగుళం (3 మి.మీ)
మూడు వైర్ 72 అంగుళం (1.8m) స్పేడ్ లగ్స్‌లో లీడ్ వైర్ టెర్మినేటింగ్
ఉష్ణోగ్రత రేటింగ్ : 660°F (350° C.)

PT100 సిరీస్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ షీత్‌తో కూడిన RTD ప్రోబ్స్ మరియు 100 ఓం ప్లాటినం RTD మూలకం. PT100-11 అందుబాటులో ఉన్నాయి 6 లేదా 12 అంగుళం ప్రోబ్ పొడవు. ఈ ప్రోబ్‌లు 3 మిమీ వ్యాసం కలిగిన తొడుగును కలిగి ఉంటాయి 304 స్టెయిన్లెస్ స్టీల్, ఒక హెవీ డ్యూటీ ట్రాన్సిషన్ జాయింట్ ఇది ప్రోబ్‌ను లీడ్ వైర్‌లకు కలుపుతుంది మరియు 72 రంగు కోడెడ్ స్పేడ్ లగ్‌లలో అంగుళాల సీసం వైర్ ముగుస్తుంది. అధిక ఖచ్చితత్వ కొలతలను అందించడానికి క్లాస్ A సెన్సార్ మూలకం ఉపయోగించబడుతుంది.

PT100 ప్రోబ్ పారిశ్రామిక వాతావరణాలకు బాగా సరిపోతుంది. RTDలు రెసిస్టెన్స్ ఆధారిత సెన్సార్లు కాబట్టి విద్యుత్ శబ్దం సిగ్నల్ నాణ్యతపై కనీస ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. త్రీ వైర్ లెడ్ డిజైన్ లీడ్ వైర్ రెసిస్టెన్స్‌ను భర్తీ చేస్తుంది, ఇది ఖచ్చితత్వంపై గణనీయమైన ప్రభావం లేకుండా ఎక్కువ కాలం వైర్ నడుస్తుంది. స్ప్రింగ్ వైర్ స్ట్రెయిన్ రిలీఫ్‌తో కూడిన కఠినమైన ట్రాన్సిషన్ జాయింట్ వైర్ మరియు ప్రోబ్ మధ్య అత్యంత యాంత్రికంగా ధ్వని కనెక్షన్‌ని అందిస్తుంది.