Những thiết bị như vậy có mặt trong đại đa số công nghệ ngày nay. Nhiều loại cảm biến nhiệt độ khác nhau được thiết kế để đo chỉ số này cho bất kỳ vật thể hoặc chất nào. Để tính toán giá trị, các đặc điểm khác nhau của các cơ quan mục tiêu hoặc môi trường mà chúng được đặt ở đó được sử dụng.
Phân loại theo nguyên lý hoạt động
Tất cả các cảm biến nhiệt được chia thành sáu loại chính theo nguyên lý hoạt động của chúng:
- pyrometric;
- áp điện;
- nhiệt điện trở;
- acoustic;
- nhiệt điện;
- bán dẫn.
Nguyên lý hoạt động chung và sơ đồ của cảm biến nhiệt độ trong từng trường hợp sẽ khác nhau một chút. Tuy nhiên, tất cả các biến thể của thực thi đều có thể phân biệt một số tính năng giống nhau. Ngoài ra, trong một tình huống nhất định, bạn nên sử dụng chính xác một số loại cảm biến nhiệt nhất định.
Máy đo nhiệt độ hoặc máy ảnh nhiệt
Nếu không thì chúng có thể được gọi là không tiếp xúc. Kế hoạch làm việccủa loại cảm biến nhiệt độ này là chúng đọc nhiệt từ các cơ thể được đốt nóng, được nhắm đến. Điểm tích cực của giống cây này là không cần tiếp xúc, tiếp cận trực tiếp với môi trường đo đạc. Do đó, các chuyên gia có thể dễ dàng xác định các chỉ số nhiệt độ của các vật thể rất nóng nằm ngoài bán kính nguy hiểm ở gần chúng.
Nhiệt kế được chia thành nhiều loại, trong đó có giao thoa kế và huỳnh quang, cũng như cảm biến hoạt động trên nguyên tắc thay đổi màu sắc của dung dịch, tùy thuộc vào nhiệt độ được đo.
Cảm biến áp điện
Trong trường hợp này, sơ đồ cơ bản của công việc chỉ là một. Các thiết bị như vậy hoạt động nhờ một piezoresonator bằng thạch anh. Nguyên lý hoạt động và mạch của cảm biến nhiệt độ như sau. Hiệu ứng piezo, liên quan đến việc thay đổi kích thước của phần tử piezo được sử dụng, chịu một dòng điện nhất định.
Bản chất của công việc khá đơn giản. Do sự cung cấp dòng điện xoay chiều có các pha khác nhau nhưng có cùng tần số nên dao động của máy phát áp điện xảy ra, tần số của dao động này trong trường hợp này phụ thuộc vào nhiệt độ đo cụ thể của cơ thể hoặc môi trường. Do đó, thông tin nhận được được diễn giải thành các giá trị cụ thể theo độ C hoặc độ F. Loại này có một trong những độ chính xác đo lường cao nhất. Ngoài ra, phiên bản áp điện được sử dụng trong các trường hợp yêu cầu độ bền của thiết bị, ví dụ:trong cảm biến nhiệt độ nước.
Cặp nhiệt điện hoặc cặp nhiệt điện
Một cách đo lường khá phổ biến. Nguyên tắc hoạt động cơ bản là sự xuất hiện của dòng điện trong các mạch điện kín của vật dẫn hoặc chất bán dẫn. Trong trường hợp này, các điểm hàn nhất thiết phải khác nhau về các chỉ số nhiệt độ. Một đầu được đặt trong môi trường nơi bạn cần đo và đầu kia được sử dụng để đo các kết quả. Đó là lý do tại sao tùy chọn này được coi là cảm biến nhiệt độ từ xa.
Tất nhiên, có một số nhược điểm. Đáng kể nhất trong số chúng có thể được gọi là một sai số đo lường rất lớn. Vì lý do này, phương pháp này hiếm khi được sử dụng trong nhiều ngành công nghệ, nơi mà sự chênh lệch giá trị / u200b / u200bis như vậy đơn giản là không thể chấp nhận được. Một ví dụ là cảm biến đo nhiệt độ của chất rắn "TSP Metran-246". Nó được các công ty luyện kim tích cực sử dụng trong sản xuất để kiểm soát thông số này trong vòng bi. Thiết bị được trang bị tín hiệu đầu ra analog để đọc và phạm vi đo là -50 đến +120 độ C.
Cảm biến nhiệt điện trở
Nguyên tắc hành động đã có thể được đánh giá bằng tên của loại hình này. Hoạt động của một cảm biến nhiệt độ theo sơ đồ như vậy có thể được mô tả như sau: đo điện trở của dây dẫn. Thiết kế mạnh mẽ kết hợp với độ chính xác rất caođã nhận được thông tin. Ngoài ra, các thiết bị này có đặc điểm là độ nhạy khá cao, cho phép giảm bước đo giá trị và sự đơn giản của các phần tử đọc giúp chúng dễ vận hành.
Ví dụ, chúng ta có thể kể đến cảm biến 700-101BAA-B00, có điện trở ban đầu là 100 ôm. Phạm vi đo của nó là từ -70 đến 500 độ C. Thiết kế được lắp ráp từ các tiếp điểm niken và các tấm bạch kim. Loại này được sử dụng rộng rãi nhất trong các thiết bị công nghiệp và nhiều loại điện tử.
Cảm biến âm thanh
Thiết bị cực kỳ đơn giản giúp đo tốc độ âm thanh trong nhiều môi trường khác nhau. Được biết, thông số này phần lớn phụ thuộc vào nhiệt độ. Trong trường hợp này, các thông số khác của môi trường đo cũng cần được tính đến. Một trong những trường hợp sử dụng là đo nhiệt độ nước. Cảm biến cung cấp dữ liệu để bạn có thể tính toán trên cơ sở đó bạn cũng cần biết thông tin ban đầu về phương tiện đo.
Ưu điểm của phương pháp này là có thể sử dụng nó trong các thùng kín. Thường được sử dụng ở những nơi không có khả năng tiếp cận trực tiếp với phương tiện đo. Các lĩnh vực tiêu dùng chính của phương pháp này, vì những lý do khá tự nhiên, là y học và công nghiệp.
Cảm biến bán dẫn
Nguyên tắc hoạt động của các thiết bị đó là thay đổi các đặc tính p-n vàchuyển tiếp dưới ảnh hưởng của nhiệt độ. Độ chính xác của phép đo là rất cao. Điều này được đảm bảo bởi sự phụ thuộc không đổi của điện áp trên bóng bán dẫn vào nhiệt độ hiện tại. Ngoài ra, thiết bị này khá rẻ và dễ sản xuất.
Đối với một ví dụ về cảm biến nhiệt độ như vậy, thiết bị LM75A có thể hoạt động hoàn hảo. Phạm vi đo từ -55 đến +150 độ C, và sai số không quá hai độ. Nó cũng có một bước khá nhỏ là 0,125 độ C. Điện áp cung cấp thay đổi từ 2,5 đến 5,5 V, trong khi thời gian chuyển đổi tín hiệu không vượt quá 1/10 giây.
