Какие типы датчиков температуры обычно используются?

Температура определяется как энергетический уровень вещества и может быть продемонстрирована определенными изменениями в этом веществе. Существует множество типов датчиков измерения температуры, и у всех них есть одна общая черта: все они измеряют температуру, регистрируя изменения физических свойств.

Семь основных типов датчик температуры передатчик Здесь рассматриваются термопары, резистивные термометры (РТД, термисторы), инфракрасные излучатели, биметаллические устройства, устройства расширения жидкости, изменения молекулярного состояния и кремниевые диоды.

Для измерения температуры используются различные типы датчиков, будь то термометр или термопара.

1. Термопары

Термопары — это приборы, измеряющие температуру по мере изменения напряжения. По мере повышения температуры выходное напряжение термопары возрастает — не обязательно линейно. Термопары обычно располагаются внутри металлического или керамического экрана, защищающего их от воздействия различных сред. Также доступны термопары с металлическим кожухом и различными типами внешнего покрытия, например, тефлоном, для беспроблемного использования в кислотах и ​​сильных щелочных растворах.

2. Измерительные приборы сопротивления для измерения температуры

Измерительные приборы сопротивления также имеют электрическую природу. Вместо напряжения, как термопары, они используют сопротивление — еще одно свойство вещества, изменяющееся с температурой. Используемые резистивные приборы можно разделить на: терморезисторы (RTD) и термисторы. В целом, терморезисторы обладают более линейной характеристикой, чем термопары. Их сопротивление увеличивается в положительном направлении, возрастая с повышением температуры. Термистор, с другой стороны, имеет совершенно другую конструкцию. Это крайне нелинейное полупроводниковое устройство, сопротивление которого уменьшается с повышением температуры.

3. Инфракрасные датчики

Инфракрасные датчики — это бесконтактные датчики. Например, если поднести обычный инфракрасный датчик к передней части стола без контакта, он... инфракрасный датчик уровня жидкости Температура стола будет определяться по излучению – около 68°F при нормальной комнатной температуре. При бесконтактных измерениях с использованием ледяной воды из-за испарения температура ледяной воды немного отличается от 0°C, что несколько занижает ожидаемое показание температуры.

4. Биметаллические устройства

Биметаллические устройства используют расширение металлов при нагреве. В таких устройствах два металла соединены механически с указателем. При нагревании одна сторона биметаллической полоски расширяется больше, чем другая. И при правильном выравнивании с указателем отображается показание температуры. Преимуществами биметаллических устройств являются портативность и независимость от источника питания. Однако они обычно не так точны, как электрические устройства, и с помощью электрических приборов, таких как термопары или терморезисторы, сложно легко регистрировать значения температуры. Но портативность является несомненным преимуществом для соответствующего применения.

5. Термометры

Термометры — это хорошо известные приборы для измерения температуры с помощью расширения жидкости. В целом, они делятся на две основные категории: ртутные и органические (обычно красные) жидкостные. Разница между ними очевидна, поскольку ртутные приборы имеют некоторые ограничения по безопасной транспортировке или перевозке. Например, ртуть считается загрязнителем окружающей среды, поэтому её повреждение может быть опасным. Перед отправкой обязательно проверьте действующие ограничения на авиаперевозки ртутных изделий.

6. Датчики изменения состояния

Датчик изменения состояния измеряет изменение состояния материала, вызванное изменением температуры, например, переход от льда к воде, а затем к пару. В продаже имеются устройства такого типа в виде этикеток, гранул, карандашей или красок.

Например, этикетки можно использовать на паровых конденсатоотводчиках. Когда конденсатоотводчик нуждается в регулировке, он нагревается; белая точка на этикетке затем чернеет, указывая на повышение температуры. Белая точка остается черной даже после того, как температура возвращается к норме.

Метка «Изменение состояния» указывает на измерение температуры в °F и °C. У таких устройств белая точка становится черной, когда отображается превышенная температура; это необратимый датчик, который остается черным после изменения цвета. Температурные метки полезны, когда необходимо подтвердить, что температура не превысила определенный уровень, например, во время транспортировки по инженерным или юридическим причинам. Поскольку устройства, изменяющие состояние, являются неэлектрическими, как биметаллические полоски, они выгодны в некоторых областях применения. Некоторые виды этого семейства устройств датчики уровня Лак, мелок не меняют цвет; создаваемые ими линии просто исчезают. Гранулированные формы, напротив, визуально искажаются или полностью растворяются.

К недостаткам относятся относительно медленное время отклика. Поэтому, если температура резко повышается, а затем быстро снижается, заметного отклика может не быть. Точность также не так высока, как у большинства других устройств, широко используемых в промышленности. Однако они очень практичны в приложениях, где необходимы необратимые показания, не требующие источника питания.

Другие двусторонние этикетки работают по совершенно иному принципу, чем этикетки с ЖК-дисплеем. В зависимости от достигнутой температуры дисплей меняет цвет с черного на коричневый, синий или зеленый.

Например, типичная метка на дисплее полностью черная при температурах ниже измеренной. По мере повышения температуры, при температуре, скажем, 33°F, появляется цвет — сначала синий, затем зеленый и, наконец, коричневый — по мере прохождения через заданный температурный диапазон. На любом ЖК-дисплее обычно отображаются две смежные цветные точки — синяя немного ниже индикатора температуры, а коричневая немного выше. Это позволяет оценить температуру, например, в диапазоне от 85° до 90°F.

Хотя он и не отличается абсолютной точностью, его преимуществом является то, что это небольшой, прочный, неэлектронный индикатор, который непрерывно обновляет показания температуры.

7. Кремниевый диод

Датчики на основе кремниевых диодов — это устройства, разработанные специально для работы в низкотемпературном диапазоне. По сути, это линейные устройства, в которых проводимость диода линейно возрастает в области низких температур.

Какой бы датчик вы ни выбрали, он не будет работать в одиночку. Поскольку большинство датчиков имеют перекрывающиеся диапазоны температур и точность, выбор датчика будет зависеть от того, как он интегрирован в систему.