Quais são os tipos de sensores de temperatura mais comumente usados?

A temperatura é definida como o nível de energia de uma substância e pode ser demonstrada por certas alterações nessa substância. Existem muitos tipos de sensores de medição de temperatura e todos eles têm uma coisa em comum: todos medem a temperatura detectando alguma alteração em suas propriedades físicas.

Os sete tipos básicos de transmissor do sensor de temperatura São discutidos aqui termopares, dispositivos de temperatura resistivos (RTDs, termistores), emissores de infravermelho, dispositivos bimetálicos, dispositivos de expansão de líquidos, mudanças no estado molecular e diodos de silício.

Seja um termômetro ou um termopar, diferentes tipos de sensores podem medir a temperatura.

1. Termopares

Os termopares são dispositivos de tensão que indicam medições de temperatura conforme a tensão varia. À medida que a temperatura aumenta, a tensão de saída do termopar também aumenta, embora não necessariamente de forma linear. Os termopares geralmente são protegidos por uma blindagem metálica ou cerâmica para evitar danos causados ​​por diferentes ambientes. Termopares com revestimento metálico também estão disponíveis com diversos tipos de revestimentos externos, como Teflon, para uso seguro em soluções ácidas e alcalinas fortes.

2. Dispositivos de Medição de Temperatura por Resistência

Os dispositivos de medição de temperatura por resistência também são de natureza elétrica. Em vez de usar tensão como os termopares, eles utilizam a resistência, outra propriedade da matéria que varia com a temperatura. Os dispositivos resistivos utilizados podem ser categorizados em: detectores de temperatura resistivos metálicos (RTDs) e termistores. Em geral, os RTDs são mais lineares do que os termopares. Sua resistência aumenta na direção positiva, ou seja, cresce com o aumento da temperatura. Um termistor, por outro lado, tem uma construção completamente diferente. É um dispositivo semicondutor extremamente não linear, cuja resistência diminui com o aumento da temperatura.

3. Sensores infravermelhos

Os sensores infravermelhos são sensores sem contato. Por exemplo, se você segurar um sensor infravermelho típico na frente de uma mesa sem tocá-lo, o sensor de nível de líquido infravermelho A temperatura da mesa será indicada pela sua radiação – cerca de 68°F (aproximadamente 20°C) à temperatura ambiente normal. Em medições sem contato com água gelada, devido à evaporação, a água gelada apresenta uma temperatura ligeiramente inferior a 0°C, o que reduz um pouco a leitura de temperatura esperada.

4. Dispositivos bimetálicos

Os dispositivos bimetálicos aproveitam a expansão dos metais durante o aquecimento. Nesses dispositivos, dois metais são combinados e conectados mecanicamente a um ponteiro. Quando aquecido, um lado da lâmina bimetálica se expande mais que o outro. E, quando alinhado corretamente com o ponteiro, exibe a medição da temperatura. As vantagens dos dispositivos bimetálicos são a portabilidade e a independência da fonte de energia. No entanto, geralmente não são tão precisos quanto os dispositivos elétricos, e não é tão fácil registrar valores de temperatura com dispositivos elétricos como termopares ou RTDs. Mas a portabilidade é uma vantagem inegável para a aplicação adequada.

5. Termômetros

Termômetros são dispositivos comuns de expansão de líquido usados ​​para medir temperatura. Em geral, eles se dividem em duas categorias principais: os de mercúrio e os de líquido orgânico (geralmente vermelho). A diferença entre os dois é clara, já que os dispositivos de mercúrio têm algumas limitações quanto à segurança do transporte ou envio. Por exemplo, o mercúrio é considerado um contaminante ambiental, portanto, a quebra pode ser perigosa. Certifique-se de verificar as restrições vigentes para o transporte aéreo de produtos com mercúrio antes do envio.

6. Sensores de mudança de estado

Um sensor de temperatura de mudança de estado mede a mudança de estado de um material causada por uma variação de temperatura, como a transição do gelo para a água e, em seguida, para o vapor. Dispositivos desse tipo disponíveis comercialmente podem ser encontrados na forma de etiquetas, pastilhas, giz de cera ou tinta.

Por exemplo, etiquetas podem ser usadas em purgadores de vapor. Quando o purgador precisa ser ajustado, ele aquece; o ponto branco na etiqueta indica o aumento da temperatura, ficando preto. O ponto branco permanece preto mesmo quando a temperatura retorna ao normal.

A etiqueta de mudança de condição indica a medição da temperatura em °F e °C. Nesses dispositivos, o ponto branco fica preto quando a temperatura exibida é excedida; trata-se de um sensor irreversível que permanece preto após a mudança de cor. As etiquetas de temperatura são úteis quando é necessário confirmar que a temperatura não ultrapassou um determinado nível, por exemplo, durante o transporte, por razões técnicas ou legais. Como os dispositivos de mudança de estado não são elétricos, como as lâminas bimetálicas, eles são vantajosos em algumas aplicações. Algumas formas dessa família de... sensores de nível (Laca, giz de cera) não mudam de cor; as marcas que fazem simplesmente desaparecem. Formas granulares, por outro lado, distorcem-se visualmente ou derretem completamente.

As limitações incluem tempos de resposta relativamente lentos. Portanto, se houver um pico de temperatura que sobe e desce rapidamente, pode não haver uma resposta perceptível. A precisão também não é tão alta quanto a da maioria dos outros dispositivos comumente usados ​​na indústria. No entanto, eles são muito práticos em aplicações que exigem indicações irreversíveis que não necessitam de fonte de energia.

Outros rótulos reversíveis funcionam com um princípio completamente diferente do uso de um visor LCD. Dependendo da temperatura atingida, o visor muda de cor, passando de preto para marrom, azul ou verde.

Por exemplo, uma etiqueta típica é totalmente preta em temperaturas abaixo da temperatura medida. À medida que a temperatura medida aumenta, uma cor aparece, digamos, a 33°F (0,5°C) — primeiro azul, depois verde e, finalmente, marrom — ao passar pela temperatura especificada. Em qualquer dispositivo LCD, você geralmente verá dois pontos coloridos adjacentes: o azul, ligeiramente abaixo do indicador de temperatura, e o marrom, ligeiramente acima. Isso permite estimar a temperatura, por exemplo, entre 85°F (29°C) e 90°F (32°C).

Embora não seja totalmente preciso, tem a vantagem de ser um indicador pequeno, robusto e não eletrônico que atualiza continuamente a medição da temperatura.

7. Diodo de silício

Os sensores de diodo de silício são dispositivos desenvolvidos especificamente para a faixa de baixa temperatura. Essencialmente, são dispositivos lineares onde a condutividade do diodo aumenta linearmente na região de baixa temperatura.

Independentemente do sensor escolhido, ele não funcionará sozinho. Como a maioria dos sensores apresenta faixas de temperatura e precisão semelhantes, a escolha dependerá de como ele será integrado ao sistema.