Για να εκτελέσετε αξιόπιστες μετρήσεις θερμοκρασίας, το πρώτο βήμα είναι να επιλέξετε το σωστό όργανο θερμοκρασίας, γνωστό και ως αισθητήρας θερμοκρασίας. Τα θερμοστοιχεία, τα θερμίστορ, τα θερμόμετρα αντίστασης πλατίνας (RTD) και τα IC θερμοκρασίας είναι από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους αισθητήρες θερμοκρασίας στις δοκιμές.
Ακολουθεί μια εισαγωγή στα χαρακτηριστικά των θερμοζευγών και των θερμίστορ.
Θερμοστοιχεία: Τα θερμοστοιχεία είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι αισθητήρες θερμοκρασίας στη μέτρηση θερμοκρασίας. Τα κύρια πλεονεκτήματά τους είναι το ευρύ φάσμα θερμοκρασιών και η προσαρμοστικότητα σε διάφορα ατμοσφαιρικά περιβάλλοντα. Είναι επίσης στιβαρά, φθηνά, δεν απαιτούν τροφοδοσία ρεύματος και είναι η φθηνότερη επιλογή. Ένα θερμοστοιχείο αποτελείται από δύο διαφορετικά μεταλλικά σύρματα (μέταλλο Α και μέταλλο Β) συνδεδεμένα στο ένα άκρο. Όταν το ένα άκρο του θερμοστοιχείου θερμαίνεται, υπάρχει διαφορά δυναμικού στο κύκλωμα του θερμοστοιχείου. Η θερμοκρασία μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τη μετρούμενη διαφορά δυναμικού.
Ωστόσο, η σχέση μεταξύ τάσης και θερμοκρασίας δεν είναι-γραμμική. Λόγω αυτής της μη γραμμικής σχέσης, απαιτείται μια δεύτερη μέτρηση για μια θερμοκρασία αναφοράς (Tref). Στη συνέχεια, η μετατροπή της τάσης{4}}της θερμοκρασίας επεξεργάζεται εσωτερικά από το λογισμικό ή το υλικό του εξοπλισμού δοκιμής για να ληφθεί τελικά η θερμοκρασία του θερμοστοιχείου (Tx). Και οι δύο μονάδες απόκτησης δεδομένων Agilent 34970A και 34980A έχουν ενσωματωμένες-δυνατότητες μέτρησης και επεξεργασίας.
Εν ολίγοις, τα θερμοστοιχεία είναι οι απλούστεροι και πιο ευέλικτοι αισθητήρες θερμοκρασίας, αλλά δεν είναι κατάλληλοι για μετρήσεις και εφαρμογές υψηλής ακρίβειας.
Τα θερμίστορ, από την άλλη πλευρά, χρησιμοποιούν υλικά ημιαγωγών και έχουν ως επί το πλείστον αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας, που σημαίνει ότι η αντίστασή τους μειώνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία. Οι αλλαγές θερμοκρασίας προκαλούν μεγάλες αλλαγές στην αντίσταση, καθιστώντας τους τους πιο ευαίσθητους αισθητήρες θερμοκρασίας. Ωστόσο, τα θερμίστορ έχουν εξαιρετικά χαμηλή γραμμικότητα και εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη διαδικασία κατασκευής. Οι κατασκευαστές δεν παρέχουν τυποποιημένα προφίλ θερμίστορ.
Τα θερμίστορ είναι πολύ μικρά και ανταποκρίνονται γρήγορα στις αλλαγές θερμοκρασίας. Ωστόσο, απαιτούν μια τρέχουσα πηγή και το μικρό τους μέγεθος τα καθιστά εξαιρετικά ευαίσθητα σε σφάλματα αυτόματης θέρμανσης-.
Τα θερμίστορ μετρούν την απόλυτη θερμοκρασία σε δύο καλώδια, προσφέροντας καλή ακρίβεια, αλλά είναι πιο ακριβά από τα θερμοστοιχεία και το μετρήσιμο εύρος θερμοκρασίας τους είναι μικρότερο. Ένα θερμίστορ που χρησιμοποιείται συνήθως έχει αντίσταση 5kΩ στους 25 βαθμούς, με αλλαγή θερμοκρασίας 1 βαθμού που προκαλεί αλλαγή αντίστασης 200Ω. Σημειώστε ότι η αντίσταση ηλεκτροδίου 10Ω εισάγει μόνο ένα αμελητέο σφάλμα 0,05 μοιρών. Είναι ιδανικό για εφαρμογές ελέγχου ρεύματος που απαιτούν γρήγορη και ευαίσθητη μέτρηση θερμοκρασίας. Το μικρό του μέγεθος είναι πλεονεκτικό για εφαρμογές{10}που με περιορισμένο χώρο, αλλά τα σφάλματα αυτοθέρμανσης πρέπει να αποτρέπονται.
Τα θερμίστορ έχουν επίσης τις δικές τους τεχνικές μέτρησης. Το μικρό τους μέγεθος είναι πλεονέκτημα. σταθεροποιούνται γρήγορα και δεν δημιουργούν θερμικό φορτίο. Ωστόσο, αυτό τα καθιστά επίσης λιγότερο ανθεκτικά και τα υψηλά ρεύματα μπορούν να προκαλέσουν αυτό--θέρμανση. Επειδή ένα θερμίστορ είναι μια συσκευή αντίστασης, οποιαδήποτε πηγή ρεύματος θα παράγει θερμότητα λόγω ισχύος. Η ισχύς ισούται με το γινόμενο του τετραγώνου του ρεύματος και της αντίστασης. Επομένως, πρέπει να χρησιμοποιηθεί μια μικρή πηγή ρεύματος. Η έκθεση σε υψηλή θερμότητα θα έχει ως αποτέλεσμα μόνιμη βλάβη στο θερμίστορ.
Αυτή η εισαγωγή σε δύο τύπους οργάνων θερμοκρασίας προορίζεται να είναι χρήσιμη για την εργασία και τις σπουδές σας.