Az ilyen eszközök a mai technológia túlnyomó többségében jelen vannak. Különféle hőmérséklet-érzékelőket terveztek ennek a mutatónak a mérésére bármely tárgy vagy anyag esetén. Az érték kiszámításához a céltestek vagy a környezet különböző jellemzőit használják fel, amelyben elhelyezkednek.
Működési elv szerinti besorolás
Minden hőérzékelő hat fő típusra van osztva működési elvük szerint:
- pirometrikus;
- piezoelektromos;
- hőellenálló;
- akusztikus;
- termoelektromos;
- félvezető.
A hőmérséklet-érzékelők általános működési elve és sémája minden esetben kissé eltérő lesz. Azonban a végrehajtás minden változata megkülönbözteti ugyanazokat a jellemzőket. Ezenkívül adott helyzetben célszerű pontosan bizonyos típusú hőérzékelőket használni.
Pirométerek vagy hőkamerák
Egyébként érintésmentesnek nevezhetők. Működési sémaAz ilyen típusú hőmérséklet-érzékelőknél az, hogy leolvassák a hőt a felfűtött testekből, amelyek célja. Ennek a változatnak az a pozitívuma, hogy nincs szükség a mérési környezet közvetlen érintkezésére és megközelítésére. Így a szakértők könnyen meghatározhatják a nagyon forró tárgyak hőmérsékleti mutatóit a veszélyes közelségük sugarán kívül.
A pirométereket viszont több fajtára osztják, köztük interferometrikus és fluoreszcens érzékelőket, valamint olyan érzékelőket, amelyek az oldat színének megváltoztatásán alapulnak, attól függően, hogy milyen hőmérsékletet mértek.
Piezoelektromos érzékelők
Ebben az esetben a munka mögött meghúzódó séma csak egy. Az ilyen eszközök a kvarc piezorezonátornak köszönhetően működnek. A hőmérséklet-érzékelő működési elve és áramköre a következő. A piezoeffektus, amely a használt piezoelem méretének megváltoztatásával jár, bizonyos elektromos áramnak van kitéve.
A munka lényege meglehetősen egyszerű. A különböző fázisú, de azonos frekvenciájú elektromos áram váltakozó betáplálása miatt a piezoelektromos generátor rezgései lépnek fel, amelyek frekvenciája ebben az esetben a test vagy a környezet konkrét mért hőmérsékletétől függ. Ennek eredményeként a kapott információkat meghatározott értékekké értelmezik Celsius- vagy Fahrenheit-fokban. Ez a típus az egyik legnagyobb mérési pontossággal rendelkezik. Ezenkívül a piezoelektromos változatot olyan helyzetekben használják, ahol az eszköz tartóssága szükséges, pl.a vízhőmérséklet-érzékelőkben.
Hőelektromos vagy hőelemek
A mérés meglehetősen gyakori módja. A működés alapelve az elektromos áram előfordulása vezetők vagy félvezetők zárt áramköreiben. Ebben az esetben a forrasztási pontoknak szükségszerűen különbözniük kell a hőmérsékleti mutatóktól. Az egyik végét abba a környezetbe helyezik, ahol mérni kell, a másik végét pedig leolvasásra használják. Ezért ez az opció távoli hőmérséklet-érzékelőnek minősül.
Természetesen volt néhány hátránya. Közülük a legjelentősebb igen nagy mérési hibának nevezhető. Emiatt ezt a módszert ritkán használják számos technológiai iparágban, ahol az értékek ilyen terjedése egyszerűen elfogadhatatlan. Példa erre a "TSP Metran-246" szilárd anyagok hőmérsékletének mérésére szolgáló érzékelő. A kohászati vállalatok aktívan használják a gyártás során, hogy szabályozzák ezt a paramétert a csapágyakban. A készülék analóg kimeneti jellel van felszerelve a leolvasáshoz, és a mérési tartomány -50 és +120 Celsius fok között van.
Termisztor-érzékelők
A cselekvés elvét már ennek a típusnak a neve alapján is meg lehet ítélni. Az ilyen hőmérséklet-érzékelő működése a séma szerint a következőképpen írható le: megmérik a vezető ellenállását. Robusztus kialakítás nagyon nagy pontossággal kombinálvakapott információkat. Ezenkívül ezeket az eszközöket meglehetősen nagy érzékenység jellemzi, amely lehetővé teszi a mérési lépések csökkentését, és a leolvasó elemek egyszerűsége megkönnyíti a kezelést.
Például megemlíthetjük a 700-101BAA-B00 érzékelőt, amelynek kezdeti ellenállása 100 ohm. Mérési tartománya -70 és 500 Celsius fok között van. A kialakítás nikkel érintkezőkből és platinalemezekből van összeállítva. Ezt a típust legszélesebb körben ipari eszközökben és elektronikai cikkekben használják.
Akusztikus érzékelők
Rendkívül egyszerű eszközök, amelyek különféle környezetekben mérik a hangsebességet. Ismeretes, hogy ez a paraméter nagymértékben függ a hőmérséklettől. Ebben az esetben a mért közeg egyéb paramétereit is figyelembe kell venni. Az egyik felhasználási eset a víz hőmérsékletének mérése. Az érzékelő olyan adatokat szolgáltat, amelyek alapján számítást végezhet, amihez a mért közegről a kezdeti információkat is tudnia kell.
A módszer előnye, hogy zárt tartályokban is használható. Általában ott használják, ahol nincs közvetlen hozzáférés a mért közeghez. Ennek a módszernek a fő fogyasztói területei – egészen természetes okokból – az orvostudomány és az ipar.
Félvezető érzékelők
Az ilyen eszközök működési elve a p-n jellemzők és azok megváltoztatásaátmenet a hőmérséklet hatására. A mérési pontosság nagyon magas. Ezt a tranzisztor feszültségének az aktuális hőmérséklettől való állandó függése biztosítja. Ráadásul a készülék meglehetősen olcsó és könnyen gyártható.
Egy ilyen hőmérséklet-érzékelő példájaként az LM75A készülék tökéletesen szolgálhat. A mérési tartomány -55 és +150 Celsius fok között van, a hiba nem haladja meg a két fokot. Meglehetősen kicsi, 0,125 Celsius-fok nagyságrendű lépése is van. A tápfeszültség 2,5 és 5,5 V között változik, míg a jelátalakítási idő nem haladja meg a másodperc egytizedét.
