Αρχή Ο αισθητήρας θερμοκρασίας είναι μια ηλεκτρική συσκευή που βασίζεται σε ένα ευαίσθητο στοιχείο θερμοκρασίας. Ανιχνεύει τις αλλαγές θερμοκρασίας μετρώντας τις αλλαγές σε παραμέτρους όπως η αντίσταση, η τάση, το ρεύμα ή η συχνότητα του στοιχείου. Οι συνήθεις αισθητήρες θερμοκρασίας περιλαμβάνουν θερμίστορ, αισθητήρες θερμοκρασίας ημιαγωγών, θερμοστοιχεία και αισθητήρες θερμοκρασίας υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Το θερμοστοιχείο είναι μια συσκευή μέτρησης θερμοκρασίας που βασίζεται στο θερμοηλεκτρικό φαινόμενο. Αποτελείται από δύο σύρματα διαφορετικών μετάλλων. Μια διαφορά θερμοηλεκτρικού δυναμικού δημιουργείται στο σημείο επαφής. Καθώς η θερμοκρασία αλλάζει, η διαφορά θερμοηλεκτρικού δυναμικού αλλάζει ανάλογα. Η θερμοκρασία υπολογίζεται με τη μέτρηση του μεγέθους της διαφοράς θερμοηλεκτρικού δυναμικού. Τα κοινά υλικά θερμοστοιχείου περιλαμβάνουν χαλκό-κράματα χαλκού-νικελίου, σιδήρου-χαλκού-κράματα νικελίου, χρωμίου-αλουμινίου και χρωμίου{10}αλουμινίου-σιδήρου.
Εύρος μέτρησης Οι αισθητήρες θερμοκρασίας έχουν γενικά ένα ευρύ φάσμα μετρήσεων, που καλύπτει από χαμηλές έως υψηλές θερμοκρασίες. Για παράδειγμα, το εύρος μέτρησης ενός θερμίστορ είναι συνήθως -50 μοίρες έως +150 μοίρες , ενώ το εύρος μέτρησης ενός αισθητήρα θερμοκρασίας ημιαγωγών μπορεί να φτάσει τους -200 βαθμούς έως +2000 μοίρες .
Τα θερμοστοιχεία έχουν σχετικά στενό εύρος μέτρησης, γενικά κατάλληλο για μέτρηση θερμοκρασίας σε περιβάλλοντα υψηλής- θερμοκρασίας. Για παράδειγμα, τα θερμοστοιχεία από χαλκό-χάλκινο-νικέλιο έχουν εύρος μέτρησης από -200 μοίρες έως +400 μοίρες , ενώ τα θερμοστοιχεία σιδήρου-χαλκού-νικελίου έχουν εύρος από -40 μοίρες έως +1000 μοίρες .
Ακρίβεια: Οι αισθητήρες θερμοκρασίας έχουν υψηλή ακρίβεια, που φτάνει τους 0,1 βαθμούς ή υψηλότερη. Οι αισθητήρες θερμοκρασίας ημιαγωγών μπορούν να επιτύχουν ακρίβεια 0,1 μοιρών, ενώ τα θερμίστορ μπορούν να επιτύχουν ακρίβεια 0,01 μοιρών.
Τα θερμοστοιχεία έχουν σχετικά χαμηλότερη ακρίβεια, συνήθως περίπου 1 βαθμό , αλλά παραμένουν μια σχετικά αξιόπιστη συσκευή μέτρησης θερμοκρασίας σε περιβάλλοντα υψηλής{1} θερμοκρασίας.
Χρόνος απόκρισης: Οι αισθητήρες θερμοκρασίας έχουν γρήγορους χρόνους απόκρισης, που φτάνουν το επίπεδο του χιλιοστού του δευτερολέπτου. Για παράδειγμα, οι αισθητήρες θερμοκρασίας ημιαγωγών μπορεί να έχουν χρόνο απόκρισης μικρότερο από 10 ms, ενώ τα θερμίστορ συνήθως έχουν χρόνο απόκρισης δεκάδων χιλιοστών του δευτερολέπτου.
Τα θερμοστοιχεία έχουν πιο αργούς χρόνους απόκρισης, συνήθως της τάξης των δευτερολέπτων. Για παράδειγμα, τα θερμοστοιχεία από χαλκό-χάλκινο-νικέλιο έχουν χρόνο απόκρισης 1 έως 2 δευτερόλεπτα.
Σενάρια εφαρμογής
Οι αισθητήρες θερμοκρασίας χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες, όπως η ηλεκτρονική, η ιατρική, η αυτοκινητοβιομηχανία, η χημική και η μεταλλουργία. Οι συνήθεις εφαρμογές περιλαμβάνουν έλεγχο θερμοκρασίας, παρακολούθηση θερμοκρασίας περιβάλλοντος και μέτρηση θερμοκρασίας υλικού.
Τα θερμοστοιχεία χρησιμοποιούνται κυρίως για μέτρηση θερμοκρασίας σε περιβάλλοντα υψηλής-θερμοκρασίας, όπως στη βιομηχανία χάλυβα, μη-σιδηρούχων μετάλλων, πετροχημικών και γυαλιού. Οι συνήθεις εφαρμογές περιλαμβάνουν μέτρηση θερμοκρασίας κλιβάνου, μέτρηση θερμοκρασίας αντιδραστήρα υψηλής-θερμοκρασίας και θερμική επεξεργασία.