Sıcaklık sensörü nedir?

Sıcaklık sensörü bir nesnenin ne kadar sıcak veya soğuk olduğunu ölçen bir cihazdır, Okunabilir bir biçimde bir elektrik sinyali aracılığıyla sıcaklık ölçümü sağlanması. En yaygın olanları termokupllar ve termal direnç sıcaklık dedektörleridir..

Su Sıcaklık Sensörleri

Çin Sıcaklık Sensörü

Veri Merkezleri İçin Sıcaklık Sensörü Çeşitleri

Bugün modern elektroniklerde kullanılan dört ana sıcaklık sensörü var: Negatif sıcaklık katsayısı (NTC) termistörler, direnç sıcaklık dedektörleri (RTD'ler), termokupllar, ve yarı iletken tabanlı entegre (İc) sensörler.
Sıcaklık sensörü bir cihazdır, tipik olarak, bir termokupl veya direnç sıcaklık dedektörü, bir elektrik sinyali aracılığıyla okunabilir biçimde sıcaklık ölçümü sağlayan.
Termometre, sıcaklık ve soğukluk derecesini ölçmek için kullanılan sıcaklık ölçerin en temel şeklidir..

Jeoteknik alanda betonu izlemek için sıcaklık ölçerler kullanılır, yapılar, toprak, su, köprüler, vesaire. mevsimsel değişikliklerden kaynaklanan yapısal değişiklikler için.
Bir termokupl (T/C) sıcaklık değişimiyle doğru orantılı olarak elektrik voltajı üreten iki farklı metalden yapılmıştır. Bir RTD (Direnç Sıcaklık Dedektörü) Sıcaklıktaki değişimle doğru orantılı olarak elektrik direncini hassas bir şekilde değiştiren değişken bir dirençtir., tekrarlanabilir, ve neredeyse doğrusal bir şekilde.

Günlük hayatımızda, termometreleri sık sık görmeliyiz, su ısıtıcıları, mikrodalga fırınlar, buzdolapları, vesaire. Bunlar önemli bir cihaza – sıcaklık sensörüne – uygulanacak. Bu makale size sıcaklık sensörlerini tanıtacak, sıcaklık sensörü prensipleri, ve sıcaklık sensörlerinin türleri.

Sıcaklık sensörü tipi:
Pratik uygulamalarda, birçok sıcaklık sensörü mevcut, gerçek uygulamaya göre farklı özelliklere sahip. Sıcaklık sensörleri iki temel fiziksel tipten oluşur:
1. Kontak sıcaklık sensörü tipi
Bu tür sıcaklık sensörleri, algılanan nesneyle fiziksel temas gerektirir ve sıcaklık değişikliklerini izlemek için iletim kullanır.. Katıları tespit etmek için kullanılabilirler, geniş bir sıcaklık aralığında sıvılar veya gazlar.

2. Temassız sıcaklık sensörü tipi
Bu tür sıcaklık sensörleri sıcaklık değişikliklerini izlemek için konveksiyon ve radyasyon kullanır. Konveksiyon akımlarında ısının yükselmesi ve soğuğun dibe çökmesi nedeniyle radyant enerji yayan sıvı ve gazları tespit etmek için kullanılabilirler., veya nesnelerden kızılötesi radyasyon biçiminde iletilen radyant enerjiyi tespit etmek için (güneş).
Temaslı ve temassız sıcaklık sensörleri ayrıca aşağıdaki sıcaklık sensörleri olarak sınıflandırılır.

Sıcaklık sensörünün prensibi:
1. Termostat
Termostat, iki farklı metalden yapılmış bimetalik şeritten oluşan bir kontak sıcaklık sensörüdür., alüminyum gibi, bakır, nikel, veya tungsten.

İki metalin doğrusal genleşme katsayılarındaki farklılık, ısıtıldıklarında mekanik bükülme hareketlerine uğramalarına neden olur..

Termostatın gerçek resmi

2. Bimetal termostat
Termostat, farklı ısı seviyelerine sahip iki metalin arka arkaya yapıştırılmasıyla oluşur. Hava soğuk olduğunda, kontaklar kapanır ve akım termostattan akar. Isındıkça, bir metal diğerinden daha fazla genişler, ve bağlı bimetal şeritler yukarı doğru bükülür (veya aşağı doğru), Kontakların açılması ve elektrik akışının engellenmesi.

Bimetal termostatın fiziksel resmi

İki ana tip bimetal şerit vardır, öncelikle sıcaklık değişikliklerine maruz kaldıklarında hareketlerine dayanır. Ayarlanan bir sıcaklık noktasında elektrik kontakları üzerinde anlık "açma/kapama" veya "kapama/açma" tipi eylem üreten "ani hareket" türleri mevcuttur, ve sıcaklık değiştikçe yavaş yavaş konumlarını değiştiren daha yavaş "sürünme" türleri .
Bimetal termostat çalışma prensibi şeması

Fırınların sıcaklık ayar noktalarını kontrol etmek için evlerimizde yaygın olarak hızlı hareket eden termostatlar kullanılmaktadır., ütüler, daldırma sıcak su tankları, Ayrıca ev ısıtma sistemlerini kontrol etmek için duvarlarda da bulunabilirler..

Paletli tipler tipik olarak sıcaklık değiştikçe yavaş yavaş açılan veya kıvrılan bimetalik bobinlerden veya spirallerden oluşur.. Genel olarak konuşursak, paletli tarzı bimetal şeritler, şeritlerin daha uzun ve daha ince olması nedeniyle sıcaklık değişimlerine standart geçmeli/kapalı tiplere göre daha duyarlıdır, onları termometreler ve kadranlarda kullanım için ideal hale getirir, vesaire.

3. Termistör
Termistörler genellikle seramik malzemelerden yapılır., nikel gibi, camla kaplanmış manganez veya kobalt oksitler, bu onların kolayca hasar görmesine neden olur. Snap-action türlerine göre en büyük avantajı, sıcaklıktaki herhangi bir değişikliğe ne kadar hızlı tepki verdikleridir., doğruluk ve tekrarlanabilirlik.

Çoğu termistörün negatif sıcaklık katsayısı vardır (NTC), yani sıcaklık arttıkça dirençleri azalır. Fakat, pozitif sıcaklık katsayısına sahip bazı termistörler vardır (PTC) ve dirençleri sıcaklıkla artar.

Termistörün fiziksel resmi

Termistörler oda sıcaklığındaki dirençlerine göre derecelendirilir (genellikle 25 o C), onların zaman sabiti (sıcaklıktaki bir değişikliğe tepki vermek için gereken süre), ve içlerinden akan akıma göre güç değerleri. Dirençler gibi, Termistörlerin oda sıcaklığındaki direnç değerleri 10 birkaç ohm'a kadar megohm, ancak algılama amacıyla genellikle kiloohm cinsinden ölçülen türler kullanılır.

4. Sıcaklık sensörü örneği No1
Aşağıdaki termistörün 25°C'deki direnç değeri 10KΩ'dur, ve 100°C'deki direnç değeri 100Ω'dur. Çıkış voltajını hesaplamak için 1kΩ dirençle seri bağlandığında termistördeki voltaj düşüşünü hesaplayın (Vout) her iki sıcaklıkta da 12v besleme boyunca.
Sıcaklık sensörü örnek diyagramı

R2'nin sabit direnç değerini değiştirerek (1örneğimizde kΩ) bir potansiyometreye veya önceden ayarlanmış değere, önceden belirlenmiş bir sıcaklık ayar noktasında bir voltaj çıkışı elde edilebilir, örneğin 60°C'de 5v çıkış. Ve belirli bir çıkış voltajı seviyesini elde etmek için potansiyometreyi değiştirerek daha geniş bir sıcaklık aralığında elde edilebilir..

Fakat, termistörlerin doğrusal olmayan cihazlar olduğuna dikkat edilmelidir., ve farklı termistörlerin oda sıcaklığında standart direnç değerleri farklıdır, esas olarak yarı iletken malzemelerden yapılmış olmaları nedeniyle. Termistörler sıcaklıkla üstel olarak değişir ve bu nedenle Beta sıcaklık sabitine sahiptir. (B) herhangi bir sıcaklık noktasındaki direnci hesaplamak için kullanılabilir.

Fakat, seri dirençlerle kullanıldığında, voltaj bölücü ağ veya Wheatstone köprüsü tipi düzenlemede olduğu gibi. Gerilim bölücü/köprü ağına uygulanan gerilime yanıt olarak elde edilen akım sıcaklıkla doğrusaldır. Direnç üzerindeki çıkış voltajı daha sonra sıcaklıkla doğrusal olarak ölçeklenir.