Види и краткая характеристика датчиков температуры

1. Датчики температури
контактні безконтактні

2. Безконтактні датчики температури (пірометри)
застосовуються там, де ускладнений доступ до вимірюваних
деталей, а також необхідна мобільність і мала інерційність
вимірювань. Крім того, безконтактні датчики температури
незамінні там, де необхідно вимірювати високі температури – від
1500 до 3000 С.
Інфрачервоне випромінювання
з довжиною хвилі 3 – 14 мкм
відбивається від вимірюваного
об'єкта потрапляє на чутливий
елемент безконтактного
датчика температури і
перетворюється в електричний
сигнал, який потім
підсилюється, нормується, а у
нових моделях датчиків і
оцифровується для передачі
по мережі.

3. Основні області застосування высокотемпепературных пірометрів З-700.1 СТАНДАРТ: Металургія:
Вимірювання температури розплавів чорних металів, деталей при термічній і механічній обробці.
Скляна промисловість: Налагодження склоформуючих машин, контроль температурних режимів
скловарних печей. Будівельна індустрія: Контроль температури техпроцесу виготовлення
будівельних матеріалів (цемент, цегла, будівельні суміші тощо).

4. термопари

5. Термопари являють собою дві з дроту різних металів, зварених між
собою на одному з кінців.
Термоелектричний ефект відкрив німецький фізик Зеєбек в першій
половині 19-го століття. Якщо з'єднати два провідника з різнорідних
металів таким чином, що б вони утворювали замкнуту ланцюг і
підтримувати місця контактів провідників при різній температурі, то в
ланцюзі потече постійний струм. Експериментальним шляхом були
підібрані пари металів, які найбільшою мірою підходять для
вимірювання температури, володіючи високою чутливістю, тимчасовою
стабільністю, стійкістю до впливу зовнішнього середовища. Це,
наприклад, пари металів хромель-аллюмель, мідь-константан, залізо-
константан, платина-платина/родій, реній-вольфрам. Кожен тип
підходить для вирішення своїх завдань. Термопари хромель-алюмель
(тип К) мають високу чутливість і стабільність і працюють до
температур аж до 1300 С в окислювальному або нейтральній
атмосфері. Це один з найпоширеніших типів

6. Термометри опору

7. це резистори, виготовлені з платини, міді або нікелю. Це можуть бути
дротяні резистори, металевий шар може бути напиленим на ізолюючу
підкладку, зазвичай керамічну або скляну. Платина найчастіше
застосовується у термометрах опору через її високу стабільність і
лінійність зміни опору з температурою. Мідь використовується в
основному для вимірювання низьких температур, а нікель в недорогих
датчиках для вимірювання в діапазоні кімнатних температур. Для захисту
від зовнішнього середовища платинові термометри опору поміщають в
захисні металеві чохли та ізолюють керамічними матеріалами, такими як
оксид алюмінію або оксид магнію. Така ізоляція знижує вплив вібрації і
ударів на датчик. Однак разом з додатковою ізоляцією зростає і час
відгуку датчика на різкі температурні зміни. Платинові термометри опору
одні з найбільш точних датчиків температури. Крім того, вони
стандартизовані, що значно спрощує їх використання. Стандартно
виробляються датчики опором 100 і 1000 Ом. Зміна опору таких датчиків з
температурою дається в будь-яких тематичних довідниках у вигляді
таблиць або формул. Діапазон вимірювань платинових термометрів
опору становить -180 До +600 С. Незважаючи на ізоляцію, варто оберігати
термометри опору від сильних ударів і вібрації.

8. Термістори.
В цьому класі датчиків використовується ефект зміни електричного опору матеріалу
під впливом температури. Зазвичай в якості термісторів використовують
напівпровідникові матеріали, як правило, оксиди різних металів. В результаті
виходять давачі з високою чутливістю. Однак велика нелінійність дозволяє
використовувати термістори лише у вузькому діапазоні температур. Термістори
мають невисоку вартість і можуть виготовлятися в мініатюрних корпусах, дозволяючи
збільшити тим самим швидкодію. Існує два типи термісторів, одні використовують
позитивний температурний коефіцієнт – коли електричний опір зростає з
підвищенням температури, інші використовують негативний температурний
коефіцієнт – тут електричний опір падає при підвищенні температури. Термістори не
мають певної температурної характеристики. Вона залежить від конкретної моделі
приладу та області його застосування. Основними перевагами термісторів є їх висока
чутливість, малі розміри і вага, що дозволяють створювати датчики з малим часом
відгуку, що важливо, наприклад, для вимірювання температури повітря. Безумовно,
невисока вартість так само є їх перевагою, що дозволяє вбудовувати датчики
температури в різні прилади. До недоліків можна віднести високу нелінійність
термісторів, що дозволяє їх використовувати у вузькому температурному діапазоні.
Використання термісторів так само обмежена в діапазоні низьких температур. Велика
кількість моделей з різними характеристиками і відсутність єдиного стандарту, змушує
виробників обладнання використовувати термістори тільки однієї конкретної моделі
без можливості заміни.

9. Напівпровідникові датчики температури
використовують залежність опору
напівпровідникового кремнію від температури.
Діапазон вимірюваних температур для таких
датчиків складає від -50 С до +150 С. Можливість
виробництва в одному корпусі такого датчика не
тільки самого чутливого елемента, але і схем
підсилення та обробки сигналу датчика забезпечує
хорошу точність і лінійність межах температурного
діапазону. Вбудована в такий датчик
енергонезалежна пам'ять дозволить індивідуально
калібрувати кожен прилад. Великим плюсом можна
назвати велику різноманітність типів вихідного
інтерфейсу: це може бути напруга, струм, опір, або
цифровий вихід, що дозволяє підключити такий
датчик до мережі передачі даних. Із слабких місць
кремнієвих датчиків температури можна відзначити
вузький температурний діапазон. Кремнієві датчики
температури застосовуються в основному для
вимірювання температури поверхні, температури
повітря, особливо всередині різних електронних
приладів.

10. Напівпровідникові датчики температури
використовують залежність опору
напівпровідникового кремнію від температури.
Діапазон вимірюваних температур для таких
датчиків складає від -50 С до +150 С. Можливість
виробництва в одному корпусі такого датчика не
тільки самого чутливого елемента, але і схем
підсилення та обробки сигналу датчика забезпечує
хорошу точність і лінійність межах температурного
діапазону. Вбудована в такий датчик
енергонезалежна пам'ять дозволить індивідуально
калібрувати кожен прилад. Великим плюсом можна
назвати велику різноманітність типів вихідного
інтерфейсу: це може бути напруга, струм, опір, або
цифровий вихід, що дозволяє підключити такий
датчик до мережі передачі даних. Із слабких місць
кремнієвих датчиків температури можна відзначити
вузький температурний діапазон. Кремнієві датчики
температури застосовуються в основному для
вимірювання температури поверхні, температури
повітря, особливо всередині різних електронних
приладів.