temp senssor using temperature

1. TTeemmppeerraattuurree SSeennssoorrss
BByy GGrraanntt SSttuucckkeerr

2. BBrriieeff OOvveerrvviieeww
 TTyyppeess ooff SSeennssoorrss aanndd hhooww tthheeyy wwoorrkk
 SSeennssoorr AApppplliiccaattiioonnss
 AAddvvaannttaaggeess aanndd DDiissaaddvvaannttaaggeess
 SSeennssoorrss tthhaatt wwiillll wwoorrkk wwiitthh oouurr pprroojjeecctt

3. TTyyppeess ooff TTeemmppeerraattuurree SSeennssoorrss
 TThheerrmmooccoouupplleess
 RReessiissttaannccee
TTeemmppeerraattuurree DDeetteeccttoorrss
((RRTTDDss))
 TThheerrmmiissttoorrss
 IInnffrraarreedd SSeennssoorrss
 SSeemmiiccoonndduuccttoorrss

4. TThheerrmmooccoouupplleess
 TTwwoo wwiirreess ooff ddiiffffeerreenntt
mmeettaall aallllooyyss..
 CCoonnvveerrttss tthheerrmmaall eenneerrggyy
iinnttoo eelleeccttrriiccaall eenneerrggyy..
 RReeqquuiirreess aa tteemmppeerraattuurree
ddiiffffeerreennccee bbeettwweeeenn
mmeeaassuurriinngg jjuunnccttiioonn aanndd
rreeffeerreennccee jjuunnccttiioonn..
 EEaassyy ttoo uussee aanndd oobbttaaiinn..

5. TThheerrmmooccoouuppllee AApppplliiccaattiioonnss
 PPllaassttiicc iinnjjeeccttiioonn mmoollddiinngg
mmaacchhiinneerryy
 FFoooodd pprroocceessssiinngg
eeqquuiippmmeenntt
 DDeeiicciinngg
 SSeemmiiccoonndduuccttoorr pprroocceessssiinngg
 HHeeaatt ttrreeaattiinngg
 MMeeddiiccaall eeqquuiippmmeenntt
 IInndduussttrriiaall hheeaatt ttrreeaattiinngg
 PPaacckkaaggiinngg eeqquuiippmmeenntt

6. TThheerrmmooccoouupplleess
AAddvvaannttaaggeess DDiissaaddvvaannttaaggeess
 Simple, Rugged
 High temperature
operation
 Low cost
 No resistance lead wire
problems
 Point temperature sensing
 Fastest response to
temperature changes
 Least stable, least
repeatable
 Low sensitivity to small
temperature changes
 Extension wire must be of
the same thermocouple
type
 Wire may pick up radiated
electrical noise if not
shielded
 Lowest accuracy

7. Resistance TTeemmppeerraattuurree DDeetteeccttoorrss
((RRTTDDss))
 WWiirree wwoouunndd aanndd tthhiinn ffiillmm
ddeevviicceess..
 NNeeaarrllyy lliinneeaarr oovveerr aa wwiiddee
rraannggee ooff tteemmppeerraattuurreess..
 CCaann bbee mmaaddee ssmmaallll
eennoouugghh ttoo hhaavvee rreessppoonnssee
ttiimmeess ooff aa ffrraaccttiioonn ooff aa
sseeccoonndd..
 RReeqquuiirree aann eelleeccttrriiccaall
ccuurrrreenntt ttoo pprroodduuccee aa
vvoollttaaggee ddrroopp aaccrroossss tthhee
sseennssoorr

8. RRTTDD AApppplliiccaattiioonnss
 AAiirr ccoonnddiittiioonniinngg aanndd
rreeffrriiggeerraattiioonn sseerrvviicciinngg
 FFuurrnnaaccee sseerrvviicciinngg
 FFooooddsseerrvviiccee
pprroocceessssiinngg
 MMeeddiiccaall rreesseeaarrcchh
 TTeexxttiillee pprroodduuccttiioonn

9. RRTTDDss
AAddvvaannttaaggeess DDiissaaddvvaannttaaggeess
► Most stable over time
► Most accurate
► Most repeatable
temperature measurement
► Very resistant to
contamination/
► corrosion of the RTD
element
► High cost
► Slowest response time
► Low sensitivity to small
temperature changes
► Sensitive to vibration
(strains the platinum
element wire)
► Decalibration if used
beyond sensor’s
temperature ratings
► Somewhat fragile

10. TThheerrmmiissttoorrss
► A semiconductor used as a temperature sensor.
► Mixture of metal oxides pressed into a bead, wafer or other
shape.
► Beads can be very small, less than 1 mm in some cases.
► The resistance decreases as temperature increases,
negative temperature coefficient (NTC) thermistor.

11. TThheerrmmiissttoorrss
►Most are seen in
medical equipment
markets.
►Thermistors are also
used are for engine
coolant, oil, and air
temperature
measurement in the
transportation industry.

12. TThheerrmmiissttoorrss
AAddvvaannttaaggeess DDiissaaddvvaannttaaggeess
►High sensitivity to
small temperature
changes
►Temperature
measurements
become more stable
with use
►Copper or nickel
extension wires can be
used
►Limited temperature
range
►Fragile
►Some initial accuracy
“drift”
►Decalibration if used
beyond the sensor’s
temperature ratings
►Lack of standards for
replacement

13. IInnffrraarreedd SSeennssoorrss
► An infrared sensor intercepts a portion of the infrared energy radiated
by an object.
► MMaannyy ttyyppeess OOppttiiccaall PPyyrroommeetteerrss,, RRaaddiiaattiioonn PPyyrroommeetteerrss,, TToottaall RRaaddiiaattiioonn
PPyyrroommeetteerrss,, AAuuttoommaattiicc IInnffrraarreedd TThheerrmmoommeetteerrss,, EEaarr TThheerrmmoommeetteerrss,,
FFiibbeerr ooppttiicc TThheerrmmoommeetteerrss,, TTwwoo--CCoolloorr PPyyrroommeetteerrss,, IInnffrraa--SSnnaakkeess,, aanndd
mmaannyy mmoorree..

14. IInnffrraarreedd AApppplliiccaattiioonnss
► MMaannuuffaaccttuurriinngg pprroocceessss lliikkee
mmeettaallss,, ggllaassss,, cceemmeenntt,, cceerraammiiccss,,
sseemmiiccoonndduuccttoorrss,, ppllaassttiiccss,, ppaappeerr,,
tteexxttiilleess,, ccooaattiinnggss..
► AAuuttoommaattiioonn aanndd ffeeeeddbbaacckk ccoonnttrrooll
► IImmpprroovvee ssaaffeettyy iinn ffiirree--ffiigghhttiinngg,,
rreessccuueess aanndd ddeetteeccttiioonn ooff ccrriimmiinnaall
aaccttiivviittiieess..
► UUsseedd ttoo mmoonniittoorr aanndd mmeeaassuurree
hhuummaann bbooddyy tteemmppeerraattuurreess wwiitthh
oonnee sseeccoonndd ttiimmee rreessppoonnssee..
► RReelliiaabbiilliittyy aanndd mmaaiinntteennaannccee nneeeeddss
ffrroomm bbuuiillddiinngg hheeaattiinngg ttoo eelleeccttrriiccaall
ppoowweerr ggeenneerraattiioonn aanndd ddiissttrriibbuuttiioonn

15. IInnffrraarreedd SSeennssoorrss
AAddvvaannttaaggeess DDiissaaddvvaannttaaggeess
► No contact with the
product required
► Response times as fast or
faster than thermocouples
► No corrosion or oxidation
to affect sensor accuracy
► Good stability over time
► High repeatability
► High initial cost
► More complex - support
electronics required
► Emissivity variations affect
temperature measurement
accuracy
► Field of view and spot size
may restrict sensor
application
► Measuring accuracy
affected by dust, smoke,
background
► radiation, etc.

16. SSeemmiiccoonndduuccttoorrss
►AArree ssmmaallll aanndd rreessuulltt ffrroomm tthhee ffaacctt tthhaatt
sseemmiiccoonndduuccttoorr ddiiooddeess hhaavvee vvoollttaaggee--ccuurrrreenntt
cchhaarraacctteerriissttiiccss tthhaatt aarree tteemmppeerraattuurree
sseennssiittiivvee..
►TTeemmppeerraattuurree mmeeaassuurreemmeenntt rraannggeess tthhaatt aarree
ssmmaallll ccoommppaarreedd ttoo tthheerrmmooccoouupplleess aanndd
RRTTDDss,, bbuutt ccaann bbee qquuiittee aaccccuurraattee aanndd
iinneexxppeennssiivvee..

17. SSeemmiiccoonndduuccttoorr AApppplliiccaattiioonnss
►HHaarrdd DDiisskk DDrriivveess
►PPeerrssoonnaall CCoommppuutteerrss
►EElleeccttrroonniicc TTeesstt EEqquuiippmmeenntt
►OOffffiiccee EEqquuiippmmeenntt
►DDoommeessttiicc AApppplliiaanncceess
►PPrroocceessss CCoonnttrrooll
►CCeelllluullaarr PPhhoonneess

18. TThheerrmmaall SSeennssoorr VVeennddoorrss
MMiinnccoo
 PPyyrrootteekk
 OOmmeeggaa
WWaattllooww
 TTeexxaass IInnssttrruummeenntt
 NNaattiioonnaall SSeemmiiccoonndduuccttoorr
MMaaxxiimm

19. DDeetteerrmmiinniinngg FFaaccttoorrss
 LLooww PPoowweerr
 SSeerriiaall IInntteerrffaaccee
 SSmmaallll
 AAccccuurraattee
 WWiiddee tteemmppeerraattuurree
rraannggee
EExxttrraass
 II22CC IInntteerrffaaccee
 TTeemmppeerraattuurree AAllaarrmmss

20. TTeexxaass IInnssttrruummeenntt SSppeeccss
TTMMPP 110000//110011
 II22CC IInntteerrffaaccee
 --5555º ttoo 112255ºCC rraannggee
 ±±11º aaccccuurraaccyy ((±±33º mmaaxx))
 ±±00..00662255ºCC rreessoolluuttiioonn
 22..77 ttoo 55..55 ooppeerraattiinngg vvoollttaaggee
 4455 ttoo 7755 μμAA ooppeerraattiinngg ccuurrrreenntt,,
00..11 ttoo 11μμAA sshhuuttddoowwnn ccuurrrreenntt
 4400mmss//332200mmss ccoonnvveerrssiioonn
rraattee((99//1122 bbiitt))
 2255//33 ccoonnvveerrssiioonnss ppeerr sseeccoonndd
((99//1122 bbiitt))
 OOnnlliinnee ssaammppllee rreeqquueesstt
 66 ppiinn SSOO2233 ppaacckkaaggee
 NNeeeeddss 440000kkHHzz cclloocckk ffoorr II22CC
IInntteerrffaaccee

21. MMaaxxiimm
MMAAXX66662255//MMAAXX66662266
 II22CC IInntteerrffaaccee
 --5555º ttoo 112255ºCC rraannggee
 ±±11º aaccccuurraaccyy ((±±22º mmaaxx))
 ±±55//00..00662255ºCC
rreessoolluuttiioonn((662255//662266))
 33..00 ttoo 55..55 ooppeerraattiinngg vvoollttaaggee
 225500μμAA ttoo 11mmAA ooppeerraattiinngg
ccuurrrreenntt,, 11μμAA sshhuuttddoowwnn ccuurrrreenntt
 113333mmss ccoonnvveerrssiioonn rraattee
 OOnnlliinnee ssaammppllee rreeqquueesstt
 66 ppiinn SSOO2233 ppaacckkaaggee

22. National SSeemmiiccoonndduuccttoorr
LLMM7755//LLMM7766
 II22CC IInntteerrffaaccee
 --5555º ttoo 112255ºCC rraannggee
 ±±22// ±±11º aaccccuurraaccyy
 99 bbiittss// 1122 bbiittss oorr ±±00..00662255ºCC
rreessoolluuttiioonn
 33//33..33 ttoo 55..55 ooppeerraattiinngg vvoollttaaggee
 00..2255 ttoo 00..55 μμAA ooppeerraattiinngg ccuurrrreenntt,,
44//55μμAA sshhuuttddoowwnn ccuurrrreenntt
 110000mmss//440000mmss ccoonnvveerrssiioonn
rraattee((99//1122 bbiitt))
 OOnnlliinnee ssaammppllee rreeqquueesstt
 88 ppiinn SSOOPP ppaacckkaaggee
 NNeeeeddss 440000kkHHzz cclloocckk ffoorr II22CC
IInntteerrffaaccee

23. PPeerrssoonnaall RReeccoommmmeennddaattiioonn
►TTeexxaass IInnssttrruummeenntt TTMMPP110000//110011
 SSmmaallll ppaacckkaaggee
 CCaann ooppeerraattee oonn lloowweerr vvoollttaaggee
 LLooww ppoowweerr ccoonnssuummppttiioonn
 AAccccuurraattee