Ovakvi uređaji su danas prisutni u velikoj većini tehnologije. Različiti tipovi temperaturnih senzora dizajnirani su za mjerenje ovog indikatora za bilo koji predmet ili supstancu. Za izračunavanje vrijednosti koriste se različite karakteristike ciljnih tijela ili sredine u kojoj se nalaze.
Klasifikacija prema principu rada
Svi termalni senzori su podijeljeni u šest glavnih tipova prema principu njihovog rada:
- pirometrijski;
- piezoelektrični;
- termo-otporni;
- acoustic;
- termoelektrični;
- semiconductor.
Opći princip rada i shema temperaturnih senzora u svakom slučaju bit će malo drugačiji. Međutim, sve varijante izvršenja mogu razlikovati neke od istih karakteristika. Osim toga, u datoj situaciji je prikladno koristiti upravo određene vrste termičkih senzora.
Pirometri ili termalne kamere
U suprotnom se mogu nazvati beskontaktnim. Radna šemaovog tipa temperaturnih senzora je da očitaju toplotu sa zagrejanih tela na koje su usmereni. Pozitivna strana ove sorte je da nema potrebe za direktnim kontaktom i pristupom mjernom okruženju. Tako stručnjaci mogu lako odrediti temperaturne indikatore veoma vrućih objekata izvan radijusa opasne blizine njima.
Pirometri se pak dijele u nekoliko varijanti, među kojima su interferometrijski i fluorescentni, kao i senzori koji rade na principu promjene boje otopine u zavisnosti od toga koja je temperatura izmjerena.
Pijezoelektrični senzori
U ovom slučaju, osnovna šema rada je samo jedna. Takvi uređaji funkcioniraju zahvaljujući kvarcnom piezorezonatoru. Princip rada i krug temperaturnog senzora su sljedeći. Piezo efekat, koji uključuje promjenu veličine piezo elementa koji se koristi, podliježe određenoj električnoj struji.
Suština posla je prilično jednostavna. Zbog naizmjeničnog napajanja električnom strujom različitih faza, ali iste frekvencije, nastaju oscilacije piezoelektričnog generatora čija frekvencija u ovom slučaju ovisi o specifično izmjerenoj temperaturi tijela ili okoline. Kao rezultat toga, primljene informacije se tumače u određene vrijednosti u stepenima Celzijusa ili Farenhajta. Ovaj tip ima jednu od najvećih tačnosti mjerenja. Osim toga, piezoelektrična verzija se koristi u situacijama kada je potrebna izdržljivost uređaja, npr.u senzorima temperature vode.
Termoelektrični ili termoparovi
Prilično uobičajen način mjerenja. Osnovni princip rada je pojava električne struje u zatvorenim krugovima provodnika ili poluprovodnika. U ovom slučaju, mjesta lemljenja moraju se nužno razlikovati u indikatorima temperature. Jedan kraj se stavlja u okruženje u kojem treba da merite, a drugi se koristi za merenje očitavanja. Zbog toga se ova opcija smatra daljinskim senzorom temperature.
Naravno, bilo je nekih nedostataka. Najznačajniji od njih može se nazvati vrlo velikom greškom mjerenja. Iz tog razloga, ova metoda se rijetko koristi u mnogim tehnološkim industrijama, gdje je takvo širenje vrijednosti jednostavno neprihvatljivo. Primer je senzor za merenje temperature čvrstih materija "TSP Metran-246". Aktivno ga koriste metalurške kompanije u proizvodnji za kontrolu ovog parametra u ležajevima. Uređaj je opremljen analognim izlaznim signalom za očitavanje, a opseg mjerenja je -50 do +120 stepeni Celzijusa.
Termistorski senzori
Princip djelovanja se već može suditi po nazivu ove vrste. Rad takvog temperaturnog senzora prema shemi može se opisati na sljedeći način: mjeri se otpor vodiča. Robusni dizajn u kombinaciji s vrlo visokom preciznošćuprimljene informacije. Takođe, ove uređaje karakteriše prilično visoka osetljivost, što omogućava smanjenje koraka merenja vrednosti, a jednostavnost elemenata za očitavanje čini ih lakim za rukovanje.
Na primjer, možemo spomenuti senzor 700-101BAA-B00, koji ima početni otpor od 100 oma. Njegov mjerni opseg je od -70 do 500 stepeni Celzijusa. Dizajn je sastavljen od nikl kontakata i platinastih ploča. Ovaj tip se najčešće koristi u industrijskim uređajima i širokom spektru elektronike.
Akustični senzori
Izuzetno jednostavni uređaji koji mjere brzinu zvuka u različitim okruženjima. Poznato je da ovaj parametar u velikoj mjeri ovisi o temperaturi. U tom slučaju treba uzeti u obzir i druge parametre mjerenog medija. Jedan od slučajeva upotrebe je mjerenje temperature vode. Senzor daje podatke na osnovu kojih možete napraviti proračun, za koji je potrebno znati i početne informacije o mjerenom mediju.
Prednost ove metode je mogućnost korištenja u zatvorenim kontejnerima. Obično se koristi tamo gdje nema direktnog pristupa mjerenom mediju. Glavna potrošačka područja ove metode, iz sasvim prirodnih razloga, su medicina i industrija.
Poluprovodnički senzori
Princip rada ovakvih uređaja je promjena p-n karakteristika i njihovihprelaza pod uticajem temperature. Preciznost mjerenja je vrlo visoka. To se osigurava konstantnom ovisnošću napona na tranzistoru o trenutnoj temperaturi. Osim toga, uređaj je prilično jeftin i jednostavan za proizvodnju.
Za primjer takvog temperaturnog senzora, uređaj LM75A može savršeno poslužiti. Opseg mjerenja je od -55 do +150 stepeni Celzijusa, a greška nije veća od dva stepena. Takođe ima prilično mali korak od 0,125 stepeni Celzijusa. Napon napajanja varira od 2,5 do 5,5 V, dok vrijeme konverzije signala ne prelazi jednu desetinu sekunde.
