سنسور دما
سنسور دما دستگاهی الکترونیکی است که دما محیط را اندازه میگیرد و داده های ورودی را به داده های الکترونیکی برای نمایش دادن تبدیل میکند و بر آنها نظارت نیز میکند. این سنسور ها از حسگر هایی با دو فلز تشکیل شده اند که با اندازه گیری ولتاژ در پایانه های دیود, مقاومت الکتریکی ایجاد می‌کنند. با افزایش این مقاومت دما نیز افزایش میابد.
در ادامه با نحوه کار و انواع سنسور های دما بیشتر آشنا می‌شوید.
کاربرد سنسور های دما
سنسور های دما در بسیاری از وسایل استفاده می‌شوند. به عنوان مثال درخانه خودمان در بسیار از لوازم الکتریکی خانگی از جمله یخچال ها و فریزر ها برای تنظیم و حفظ دمای سرد و در اجاق ها… همچنین سنسور های دما در معدن و حفاری, تولید و توزیع انرژی, آزمایشگاه ها و کاربرد های پزشکی و نظارت بر فرآیند های صنعتی کاربرد دارند.
انواع سنسور های دما
سنسور دمای تماسی: تعداد کثیری از سنسور ها از نوع تماسی هستند وا با تماس مستقیم درجه حرارت ماده مورد نظر را اندازه گیری می‌کنند. این سنسور های دما برای شناسایی جامدات, مایع ها و گاز ها کاربردی هستند.
سنسور دمای غیرتماسی: از اسمشان پیداست که این سنسور های دما در تماس با اجسام نیستند آنها از طریق تابش هایی که از اجسام ساطع میشود گرما را اندازه گیری می‌کنند.
سنسور های ذکر شده نیز به موارد زیر تقسیم می‌شوند:
- ترموستات
- ترمیستور
- ردیاب های دمایی مقاومتی(RTD)
ترموستات
دستگاهی برای نگاه داشتن دمای جسم یا سامانه مورد نیاز در محدوده ای مشخص است. این عمل را به وسیله کنترل شارش انرژی گرمایی انجام می‌دهد. ترموستات ها در دستگاه های تاسیساتی, خودرو ها و لوازم خانگی کاربرد دارند. ترموستات ها در دو نوع دیجیتالی و آنالوگ تولید می‌شوند. امروزه با پیشرفت تکنولوژِی از ترموستات برای کنترل دمای منازل مسکونی و همچنین ادارات استفاده میشود به اینصورت که دمای مطلوب را از فرد دریافت میکند و با دمای محیط مقایسه کرده سپس با توجه به اختلاف دما سیستم های سرمایشی یا گرمایشی را تنظیم و کنترل میکند.
ترمیستور
این سنسور یک نوع مقاومت حساس به دما است. به اینگونه که با تغییر دما مقاومت سنسور نیز تغییر میکند و به این شکل تغییرات دما را گذارش میکند. ترمیستور ها نیز انواعی دارند و به دو دسته با ضریب دمایی منفی و مثبت تقسیم می‌شوند. البته ترمیستور با ضریب دمایی مثبت خودش به دو دسته دیگر به شرح زیر تقسیم میشود:
سیلیستور: این دسته از سیلیسیم ناخالص ساخته میشود, و مقاومت آن با افزایش دما افزایش میابد
تعویضی: این دسته تا دمای مشخصی ضریب دمایی منفی و سپس در مدوده دمایی مشخصی تغییر قابل به ذکری میکند و همین تغییر ناگهانی آن است که بسیار در دماپا ها مورد استفاده قرار میگیرد.
ردیاب های دمایی مقاومتی(RTD)
این سنسور های دما درکنار مقاومت با سیم های مسی عایق بندی می‌شوند. تعداد سیم ها متنوع هست اما معمولا تعدادشان 2 سیم است. با این حال این مقاومت است که سنجش دما را در سنسور RTD برعهده دارد. این سنسور ها اغلب پلاتینی هستند و دارای دامنه گسترده ای هستند و می‌توان گفت بین دما و مقاومت یک رابطه خطی ایجاد می‌کنند. RTD با افزایش دمای فلز به کار رفته در آن, مقاومتش نیز افزایش میابد. و با استفاده از آن دما را اندازه گیری میکند.
مزایای RTD: دقت بالا, عمر مفید زیاد, مقاومت فیزیکی مناسیب و دامنه دمایی بالا.
ترموکوپل
سنسور دمایی است که از دو سیم فلزی ناهمسان تشکیل شده است که از یک سمت متصل به یک دیگر هستند و در سمت دیگر هردو به دماسنج متصل هستند. در صورت استفاده درست این سنسور ها می‌توانند دما های بسیار بسیار گسترده ای را اندازه گیری کنند. فلزات به کار رفته در ترموکوپل به عنوان مثال می‌توانند مس و کنستانتان باشند. این دو باهم از سمت متصل جوش داده می‌شوند. ترموکوپل ها کاربرد های متنوعی در صنعت و در تاسیسات و حتی در وسایل معمولی تر دارند.
انواع ترموکوپل
ترموکوپل هارا با حروف الف بای انگلیسی تقسیم بندی می‌کنند که چند مورد از آنها را برایتان می آوریم.
ترموکوپل تیپ T: این ترموکوپل از فلز مس و فلز کنستانتان تشکیل میشود و محدوده کاری آن بین -250 تا 400 درجه سلسیوس می‌باشد. این ترموکوپل در دما های پایین کارکرد بیشتری دارد و در مکان های مرطوب مقاومت خوبی دارد. کاربرد این ترموکوپل های در صنعت بیشتر به چشم می‌خورد و قیمت نسبتا ارزانی دارند.
ترموکوپل تیپ J: در طراحی این سنسور ها از فلز آهن و از کانستنتان استفاده میشود و محدوده کاری بین -180 تا 800 درجه سلسیوس دارد. از این ترموکوپل ها در صنعت ریخته گری پلاستیک استفاده میشود.
ترموکوپل تیپ N:در این سنسور دما از نیکروسیل و نیسیل استفاده میشود و محدوده ای بین -270 تا 1300 دارد. از این ترموکوپل در دما های بالا استفاده میشود.
ترموکوپل تیپ B:این سنسور دما را با پلاتین و رادیوم می‌سازند و محدوده دمای بین 0 تا 1750 درجه سلسیوس دارد. از این ترموکوپل ها در دمای بالا در صنعت شیشه و فولاد استفاده میشود.