Αισθητήρες Σχεδιασμένοι με βάση την Αρχή της Διαστολής Μετάλλου
Τα μέταλλα διαστέλλονται ως απόκριση στις αλλαγές της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και οι αισθητήρες μπορούν να μετατρέψουν αυτή την απόκριση σε σήματα με διάφορους τρόπους.
Διμεταλλικοί αισθητήρες λωρίδων: Οι διμεταλλικές ταινίες αποτελούνται από δύο μέταλλα με διαφορετικούς συντελεστές διαστολής συνδεδεμένα μεταξύ τους. Με τις αλλαγές θερμοκρασίας, το υλικό Α διαστέλλεται περισσότερο από το άλλο μέταλλο, προκαλώντας την κάμψη της λωρίδας. Η καμπυλότητα αυτής της κάμψης μπορεί να μετατραπεί σε σήμα εξόδου.
Διμεταλλικοί αισθητήρες ράβδων και σωλήνα: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, το μήκος του μεταλλικού σωλήνα (υλικό Α) αυξάνεται, ενώ το μήκος της μη διαστελλόμενης χαλύβδινης ράβδου (μέταλλο Β) όχι. Αυτή η γραμμική διαστολή του μεταλλικού σωλήνα λόγω της αλλαγής της θέσης μπορεί να μεταδοθεί. Αντίθετα, αυτή η γραμμική επέκταση μπορεί να μετατραπεί σε σήμα εξόδου.
Αισθητήρες που έχουν σχεδιαστεί με βάση τις καμπύλες παραμόρφωσης υγρών και αερίων: Τα υγρά και τα αέρια υφίστανται επίσης αλλαγές όγκου με τη θερμοκρασία.
Διάφορες δομές μπορούν να μετατρέψουν αυτήν την αλλαγή διαστολής σε αλλαγή θέσης, δημιουργώντας έτσι μια έξοδο αλλαγής θέσης (ποτενσιόμετρα, ανίχνευση προκατάληψης, διαφράγματα κ.λπ.).
Ανίχνευση αντίστασης: Η αντίσταση ενός μετάλλου αλλάζει με τη θερμοκρασία.
Για διαφορετικά μέταλλα, η αλλαγή της αντίστασης ποικίλλει με κάθε βαθμό Κελσίου μεταβολή της θερμοκρασίας και αυτή η τιμή αντίστασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας ως σήμα εξόδου.
Υπάρχουν δύο τύποι αλλαγών αντίστασης:
Θετικός συντελεστής θερμοκρασίας: Αύξηση θερμοκρασίας=Αύξηση αντίστασης
Μείωση θερμοκρασίας=Μείωση αντίστασης
Αρνητικός συντελεστής θερμοκρασίας: Αύξηση θερμοκρασίας=Μείωση αντίστασης
Μείωση θερμοκρασίας=Αύξηση αντίστασης
Ανίχνευση θερμοστοιχείου
Ένα θερμοστοιχείο αποτελείται από δύο μεταλλικά σύρματα διαφορετικών υλικών συγκολλημένα μεταξύ τους στα άκρα τους. Με τη μέτρηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος της μη θερμαινόμενης περιοχής, η θερμοκρασία του θερμαινόμενου σημείου μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια. Επειδή απαιτεί δύο αγωγούς διαφορετικών υλικών, ονομάζεται θερμοστοιχείο. Τα θερμοστοιχεία από διαφορετικά υλικά χρησιμοποιούνται σε διαφορετικά εύρη θερμοκρασιών και οι ευαισθησίες τους ποικίλλουν επίσης. Η ευαισθησία θερμοστοιχείου αναφέρεται στη μεταβολή της διαφοράς δυναμικού εξόδου όταν η θερμοκρασία του θερμαινόμενου σημείου αλλάζει κατά 1 βαθμό. Για τα περισσότερα θερμοστοιχεία που υποστηρίζονται από μεταλλικά υλικά, αυτή η τιμή είναι περίπου μεταξύ 5 και 40 μικροβολτ/βαθμό.
Επειδή η ευαισθησία ενός αισθητήρα θερμοκρασίας θερμοστοιχείου είναι ανεξάρτητη από το πάχος του υλικού, οι αισθητήρες θερμοκρασίας μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας πολύ λεπτά υλικά. Επειδή τα μεταλλικά υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή θερμοστοιχείων έχουν εξαιρετική ολκιμότητα, αυτά τα μικροσκοπικά στοιχεία ανίχνευσης θερμοκρασίας έχουν εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες απόκρισης και μπορούν να μετρήσουν τις ταχέως μεταβαλλόμενες διαδικασίες.