Šādas ierīces mūsdienās ir pieejamas lielākajā daļā tehnoloģiju. Dažāda veida temperatūras sensori ir paredzēti šī indikatora mērīšanai jebkuram objektam vai vielai. Lai aprēķinātu vērtību, tiek izmantoti dažādi mērķa ķermeņu vai vides, kurā tie atrodas, raksturlielumi.
Klasifikācija pēc darbības principa
Visi siltuma sensori ir sadalīti sešos galvenajos tipos pēc to darbības principa:
- pirometrisks;
- pjezoelektrisks;
- termorezistīvs;
- akustiskā;
- termoelektrisks;
- pusvadītājs.
Vispārējais darbības princips un temperatūras sensoru shēma katrā gadījumā būs nedaudz atšķirīga. Tomēr visi izpildes varianti var atšķirt dažas no tām pašām iezīmēm. Turklāt konkrētā situācijā ir lietderīgi izmantot precīzi noteiktu veidu siltuma sensorus.
Pirometri vai termokameras
Citādi tos var saukt par bezkontakta. Darba shēmaŠāda veida temperatūras sensoriem ir tas, ka tie nolasa siltumu no apsildāmajiem ķermeņiem, kas ir vērsti uz. Šīs šķirnes pozitīvais aspekts ir tas, ka nav nepieciešams tiešs kontakts un pieeja mērīšanas videi. Tādējādi eksperti var viegli noteikt temperatūras rādītājus ļoti karstiem objektiem ārpus tiem bīstamā tuvuma rādiusa.
Pirometri savukārt tiek iedalīti vairākos variantos, starp kuriem ir interferometriskie un fluorescējošie, kā arī sensori, kas darbojas pēc šķīduma krāsas maiņas principa atkarībā no tā, kāda temperatūra tika izmērīta.
Pjezoelektriskie sensori
Šajā gadījumā pamatā esošā darba shēma ir tikai viena. Šādas ierīces darbojas, pateicoties kvarca pjezorezonatoram. Temperatūras sensora darbības princips un ķēde ir šāda. Pjezo efekts, kas ietver izmantotā pjezo elementa izmēra maiņu, tiek pakļauts noteiktai elektriskās strāvas iedarbībai.
Darba būtība ir pavisam vienkārša. Sakarā ar mainīgu elektriskās strāvas padevi ar dažādām fāzēm, bet vienādu frekvenci, rodas pjezoelektriskā ģeneratora svārstības, kuru frekvence šajā gadījumā ir atkarīga no konkrētās izmērītās ķermeņa vai vides temperatūras. Rezultātā saņemtā informācija tiek interpretēta noteiktās vērtībās Celsija vai Fārenheita grādos. Šim tipam ir viena no augstākajām mērījumu precizitātēm. Turklāt pjezoelektriskā versija tiek izmantota situācijās, kad nepieciešama ierīces izturība, piemēram,ūdens temperatūras sensoros.
Termoelektriskie vai termopāri
Diezgan izplatīts mērīšanas veids. Darbības pamatprincips ir elektriskās strāvas rašanās vadītāju vai pusvadītāju slēgtās ķēdēs. Šajā gadījumā lodēšanas punktiem noteikti jāatšķiras temperatūras indikatoros. Viens gals tiek novietots vidē, kur jāmēra, bet otrs tiek izmantots rādījumu ņemšanai. Tāpēc šī opcija tiek uzskatīta par tālvadības temperatūras sensoru.
Protams, bija daži trūkumi. Būtiskāko no tiem var saukt par ļoti lielu mērījumu kļūdu. Šī iemesla dēļ šī metode tiek reti izmantota daudzās tehnoloģiju nozarēs, kur šāda vērtību izplatība ir vienkārši nepieņemama. Piemērs ir sensors cieto vielu temperatūras mērīšanai "TSP Metran-246". Metalurģijas uzņēmumi to aktīvi izmanto ražošanā, lai kontrolētu šo parametru gultņos. Ierīce ir aprīkota ar analogo izejas signālu nolasīšanai, un mērījumu diapazons ir no -50 līdz +120 grādiem pēc Celsija.
Termistora sensori
Par darbības principu jau var spriest pēc šī tipa nosaukuma. Šāda temperatūras sensora darbību saskaņā ar shēmu var raksturot šādi: tiek mērīta vadītāja pretestība. Izturīgs dizains apvienojumā ar ļoti augstu precizitātisaņemta informācija. Tāpat šīm ierīcēm ir raksturīga diezgan augsta jutība, kas ļauj samazināt mērīšanas vērtību soli, un nolasīšanas elementu vienkāršība padara tās viegli darbināmas.
Piemēram, var minēt sensoru 700-101BAA-B00, kura sākotnējā pretestība ir 100 omi. Tā mērīšanas diapazons ir no -70 līdz 500 grādiem pēc Celsija. Dizains ir samontēts no niķeļa kontaktiem un platīna plāksnēm. Šis tips tiek visplašāk izmantots rūpnieciskajās ierīcēs un daudzveidīgā elektronikā.
Akustiskie sensori
Īpaši vienkāršas ierīces, kas mēra skaņas ātrumu dažādās vidēs. Ir zināms, ka šis parametrs lielā mērā ir atkarīgs no temperatūras. Šajā gadījumā jāņem vērā arī citi mērītās vides parametri. Viens no izmantošanas gadījumiem ir ūdens temperatūras mērīšana. Sensors sniedz datus, uz kuru pamata var veikt aprēķinu, kam jāzina arī sākotnējā informācija par mērīto vidi.
Šīs metodes priekšrocība ir iespēja to izmantot slēgtos traukos. Parasti izmanto, ja nav tiešas piekļuves izmērītajai videi. Šīs metodes galvenās patērētāju jomas diezgan dabisku iemeslu dēļ ir medicīna un rūpniecība.
Pusvadītāju sensori
Šādu ierīču darbības princips ir mainīt p-n raksturlielumus un tospāreja temperatūras ietekmē. Mērījumu precizitāte ir ļoti augsta. To nodrošina pastāvīga tranzistora sprieguma atkarība no pašreizējās temperatūras. Turklāt ierīce ir diezgan lēta un viegli izgatavojama.
Šāda temperatūras sensora piemērā ierīce LM75A var kalpot lieliski. Mērījumu diapazons ir no -55 līdz +150 grādiem pēc Celsija, un kļūda nav lielāka par diviem grādiem. Tam ir arī diezgan mazs solis, kas ir 0,125 grādi pēc Celsija. Barošanas spriegums svārstās no 2,5 līdz 5,5 V, savukārt signāla pārveidošanas laiks nepārsniedz vienu sekundes desmitdaļu.
