Mga kalamangan at kawalan ng iba't ibang mga sensor ng temperatura

Sa maraming teknolohikal na proseso, ang isa sa pinakamahalagang pisikal na dami ay temperatura. Sa industriya, ginagamit ang mga sensor ng temperatura para sa pagsukat. Ang mga sensor na ito ay nagko-convert ng impormasyon sa temperatura sa isang de-koryenteng signal, na pagkatapos ay pinoproseso at binibigyang-kahulugan ng electronics at automation. Bilang resulta, ang halaga ng temperatura ay alinman sa simpleng ipinapakita sa display, o nagsisilbing batayan para sa awtomatikong pagbabago sa operating mode ng isa o isa pang piraso ng kagamitan.

Sa isang paraan o iba pa, ang mga sensor ng temperatura ay kailangang-kailangan ngayon, lalo na sa industriya. At mahalagang piliin ang tamang sensor para sa iyong layunin, malinaw na nauunawaan ang mga natatanging tampok ng iba't ibang uri ng mga sensor ng temperatura. Pag-uusapan natin yan mamaya.

Iba't ibang mga sensor para sa iba't ibang layunin

Sa teknolohiya, nahahati ang mga sensor ng temperatura sa dalawang malalaking grupo: contact at non-contact. Ginagamit ng mga non-contact sensor ang prinsipyo ng pagsukat sa kanilang trabaho infrared na mga parameternagmumula sa malayong ibabaw.

Ang mga contact sensor, sa kabilang banda, sa merkado na mas malawak, ay nagkakaiba dahil ang kanilang elemento ng sensor sa proseso ng pagsukat ng temperatura ay direktang nakikipag-ugnayan sa ibabaw o daluyan kung saan ang temperatura ay susukatin. Kaya, ito ay pinaka-kapaki-pakinabang na suriin ang mga contact sensor nang detalyado, upang ihambing ang kanilang mga uri, katangian, upang suriin ang mga pakinabang at disadvantages ng iba't ibang uri ng mga sensor ng temperatura.

Kapag pumipili ng sensor ng temperatura, ang unang bagay na dapat gawin ay matukoy kung paano ito kinakailangan upang sukatin ang temperatura. Masusukat ng infrared sensor ang temperatura sa layo mula sa ibabaw, samakatuwid napakahalaga na sa pagitan ng sensor at ng ibabaw kung saan ito ididirekta, ang kapaligiran ay kasing transparent at malinis hangga't maaari, kung hindi man ang temperatura ang data ay mababaluktot ( tingnan - Pagsusukat ng temperatura na hindi nakikipag-ugnay sa panahon ng pagpapatakbo ng kagamitan).

Ang contact sensor ay magbibigay-daan sa iyo na sukatin ang temperatura ng ibabaw nang direkta o ng kapaligiran kung saan ito nakikipag-ugnayan, kaya ang kalinisan ng nakapalibot na kapaligiran ay karaniwang hindi mahalaga. Dito, ang direkta at mataas na kalidad na pakikipag-ugnay sa pagitan ng sensor at ng materyal na pagsubok ay mahalaga.

Ang isang contact probe ay maaaring gawin gamit ang isa sa ilang mga teknolohiya: thermistor, resistance thermometer, o thermocouple. Ang bawat teknolohiya ay may mga pakinabang at disadvantages nito.

Ang thermistor ay napaka-sensitibo, ang presyo nito ay nasa gitna sa pagitan ng mga thermocouples at mga thermometer ng paglaban, ngunit hindi ito naiiba sa katumpakan at linearity.

Ang thermocouple ay mas mahal, mas mabilis itong tumugon sa mga pagbabago sa temperatura, ang mga sukat ay magiging mas linear kaysa sa thermistor, ngunit ang katumpakan at sensitivity ay hindi mataas.

Ang thermometer ng paglaban ay ang pinakatumpak sa tatlo, ito ay linear ngunit hindi gaanong sensitibo, bagaman ito ay mas mura kaysa sa thermocouple sa presyo.

Bilang karagdagan, kapag pumipili ng isang sensor, dapat mong bigyang-pansin ang hanay ng mga sinusukat na temperatura, para sa mga thermocouple at mga thermometer ng paglaban depende ito sa materyal ng sensitibong elemento na ginamit. Kaya kailangan mong makahanap ng kompromiso.

Thermocouple

Mga sensor ng temperatura thermocouple trabaho salamat sa Epekto ng Seebekov… Dalawang wire ng magkaibang metal ang ibinebenta sa isang dulo — ito ang tinatawag na hot junction ng thermocouple, na nakalantad sa sinusukat na temperatura. Sa kabaligtaran ng mga wire, ang temperatura ng kanilang mga dulo ay hindi nagbabago, ang isang sensitibong voltmeter ay konektado sa lugar na ito.

Ang boltahe na sinusukat ng isang voltmeter ay depende sa pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng mainit na junction at ng mga wire na konektado sa voltmeter. Ang mga thermocouple ay naiiba sa mga metal na bumubuo sa kanilang mga mainit na junction, na tumutukoy sa hanay ng mga sinusukat na temperatura para sa isang partikular na thermocouple sensor.

Nasa ibaba ang isang talahanayan ng iba't ibang uri ng mga sensor ng iba't ibang ito. Ang uri ng sensor ay pinili depende sa kinakailangang hanay ng temperatura at likas na katangian ng kapaligiran.

Ang mga Type E sensor ay angkop para sa paggamit sa oxidizing o inert na kapaligiran. Uri J — para sa pagpapatakbo sa vacuum, hindi gumagalaw o nakakabawas na kapaligiran. Uri K — angkop para sa oxidizing o neutral na kapaligiran. Uri N — ay may mas mahabang buhay ng serbisyo kumpara sa uri K.

Ang mga T-type na sensor ay lumalaban sa corrosion, kaya magagamit ang mga ito sa moist oxidizing, reducing, inert environment, pati na rin sa vacuum. Ang R (industrial) at S (laboratory) — mga uri — ay mga high-temperature sensor na dapat protektahan ng mga espesyal na ceramic insulator o non-metallic tubing. Ang Type B ay mas mataas pa ang temperatura kaysa sa mga uri ng R at S.

Ang mga bentahe ng thermocouple sensor ay ang katatagan ng kanilang mga operating parameter sa mataas na temperatura at ang kamag-anak na bilis ng pagtugon sa mga pagbabago sa mainit na temperatura ng junction. Ang mga sensor ng ganitong uri ay ipinakita sa isang malawak na hanay ng mga magagamit na diameter. Mayroon silang mababang presyo.

Tulad ng para sa mga disadvantages, ang mga thermocouple ay nailalarawan sa mababang katumpakan, may napakababang sinusukat na boltahe, at bilang karagdagan, ang mga sensor na ito ay palaging nangangailangan ng mga circuit ng kompensasyon.

Mga thermometer ng paglaban

Thermometer ng paglaban o ang rheostat temperature sensor ay dinaglat bilang RTD. Gumagana ito sa prinsipyo ng pagbabago ng paglaban ng metal depende sa pagbabago sa temperatura nito. Mga metal na ginamit: platinum (mula -200 ° C hanggang +600 ° C), nikel (mula -60 ° C hanggang +180 ° C), tanso (mula -190 ° C hanggang +150 ° C), tungsten (mula -100 ° C hanggang +1400 ° C) — depende sa kinakailangang sinusukat na hanay ng temperatura.

Mas madalas kaysa sa iba pang mga metal, ang platinum ay ginagamit sa mga thermometer ng paglaban, na nagbibigay ng medyo malawak na hanay ng temperatura at nagpapahintulot sa iyo na pumili ng mga sensor na may iba't ibang mga sensitivity. Kaya, ang Pt100 sensor ay may resistensya na 100 Ohm sa 0 °C, at ang Pt1000 sensor ay may 1kOhm sa parehong temperatura, iyon ay, ito ay mas sensitibo at nagbibigay-daan sa iyo upang sukatin ang temperatura nang mas tumpak.

Kung ikukumpara sa thermocouple, ang thermometer ng paglaban ay may mas mataas na katumpakan, ang mga parameter nito ay mas matatag, at ang hanay ng mga sinusukat na temperatura ay mas malawak. Gayunpaman, ang sensitivity ay mas mababa at ang oras ng pagtugon ay mas mahaba kaysa sa mga thermocouple.

Thermistors

Isa pang uri ng contact temperature sensors — mga thermistor… Gumagamit sila ng mga metal oxide na maaaring makabuluhang baguhin ang kanilang resistensya depende sa temperatura. Ang mga thermistor ay may dalawang uri: PTC — PTC at NTC — NTC.

Sa una, ang paglaban ay tumataas sa pagtaas ng temperatura sa isang tiyak na saklaw ng pagpapatakbo, sa pangalawa, sa pagtaas ng temperatura, ang paglaban ay bumababa. Ang mga thermistor ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas mabilis na pagtugon sa mga pagbabago sa temperatura at mababang gastos, ngunit ang mga ito ay medyo marupok at may isang makitid na saklaw ng temperatura ng pagpapatakbo kaysa sa parehong mga thermometer ng paglaban at thermocouples.

Mga infrared na sensor

Tulad ng nabanggit sa simula ng artikulo, binibigyang-kahulugan ng mga infrared sensor ang infrared radiation na ibinubuga ng isang malayong ibabaw - isang target. Ang kanilang bentahe ay ang pagsukat ng temperatura ay isinasagawa sa isang hindi pakikipag-ugnay na paraan, iyon ay, hindi na kailangang pindutin nang mahigpit ang sensor laban sa bagay o isawsaw ito sa kapaligiran.

Mabilis silang tumugon sa mga pagbabago sa temperatura, kaya naman naaangkop ang mga ito para sa pagsusuri sa mga ibabaw ng kahit na gumagalaw na mga bagay, halimbawa sa isang conveyor. Sa tulong lamang ng mga infrared sensor posible na sukatin ang temperatura ng mga sample na matatagpuan, halimbawa, direkta sa isang oven o sa anumang agresibong zone.

Ang mga disadvantages ng mga infrared sensor ay kinabibilangan ng kanilang pagiging sensitibo sa kondisyon ng init-nagpapalabas ng ibabaw, pati na rin sa kalinisan ng kanilang sariling mga optika at ang kapaligiran sa landas sa pagitan ng sensor at ang target. Ang alikabok at usok ay lubhang nakakasagabal sa mga tumpak na sukat.