مثل هذه الأجهزة موجودة في الغالبية العظمى من التكنولوجيا اليوم. تم تصميم أنواع مختلفة من أجهزة استشعار درجة الحرارة لقياس هذا المؤشر لأي جسم أو مادة. لحساب القيمة ، يتم استخدام الخصائص المختلفة للهيئات المستهدفة أو البيئة التي توجد فيها.
التصنيف حسب مبدأ العملية
جميع المستشعرات الحرارية مقسمة إلى ستة أنواع رئيسية وفقًا لمبدأ عملها:
- قياس الحرارة ؛
- كهرضغطية ؛
- مقاومة حرارية ؛
- صوتي ؛
- الحرارية ؛
- أشباه الموصلات.
سيكون المبدأ العام للتشغيل ونظام مستشعرات درجة الحرارة في كل حالة مختلفين قليلاً. ومع ذلك ، يمكن لجميع متغيرات التنفيذ أن تميز بعض الميزات نفسها. بالإضافة إلى ذلك ، في حالة معينة ، من المناسب استخدام أنواع معينة بدقة من أجهزة الاستشعار الحرارية.
البيرومترات أو الكاميرات الحرارية
وإلا يمكن تسميتها بدون تلامس. مخطط العملمن هذا النوع من أجهزة استشعار درجة الحرارة أنها تقرأ الحرارة من الأجسام الساخنة التي تستهدف. النقطة الإيجابية لهذا التنوع هي أنه لا توجد حاجة للاتصال المباشر والاقتراب من بيئة القياس. وبالتالي ، يمكن للخبراء بسهولة تحديد مؤشرات درجة الحرارة للأجسام شديدة السخونة خارج نصف قطر القرب الخطير منها.
تنقسم البيرومترات بدورها إلى عدة أصناف ، من بينها قياس التداخل والفلوريسنت ، وكذلك المستشعرات التي تعمل على مبدأ تغيير لون المحلول ، اعتمادًا على درجة الحرارة التي تم قياسها.
مستشعرات كهرضغطية
في هذه الحالة ، مخطط العمل الأساسي هو واحد فقط. تعمل هذه الأجهزة بسبب مكبس الكوارتز. مبدأ التشغيل ودائرة مستشعر درجة الحرارة على النحو التالي. تأثير بيزو ، الذي يتضمن تغيير حجم عنصر بيزو المستخدم ، يخضع لتيار كهربائي معين.
جوهر العمل بسيط للغاية. بسبب الإمداد المتناوب للتيار الكهربائي بمراحل مختلفة ، ولكن بنفس التردد ، تحدث تذبذبات للمولد الكهروإجهادي ، ويعتمد تواترها في هذه الحالة على درجة الحرارة المحددة للجسم أو البيئة. نتيجة لذلك ، يتم تفسير المعلومات المستلمة إلى قيم محددة بالدرجات المئوية أو فهرنهايت. هذا النوع له أعلى دقة في القياس. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الإصدار الكهروضغطي في المواقف التي تتطلب متانة الجهاز ، على سبيل المثال ،في مجسات درجة حرارة الماء.
الحرارية أو المزدوجة الحرارية
طريقة شائعة إلى حد ما للقياس. المبدأ الأساسي للعملية هو حدوث التيار الكهربائي في الدوائر المغلقة للموصلات أو أشباه الموصلات. في هذه الحالة ، يجب أن تختلف نقاط اللحام بالضرورة في مؤشرات درجة الحرارة. يتم وضع أحد طرفيه في البيئة حيث تحتاج إلى القياس ، ويتم استخدام الطرف الآخر لأخذ القراءات. هذا هو السبب في أن هذا الخيار يعتبر مستشعر درجة حرارة عن بعد.
بالطبع ، كانت هناك بعض السلبيات. يمكن أن يسمى أهمها خطأ قياس كبير جدًا. لهذا السبب ، نادرًا ما تُستخدم هذه الطريقة في العديد من الصناعات التكنولوجية ، حيث يكون مثل هذا الانتشار للقيم غير مقبول ببساطة. ومن الأمثلة على ذلك جهاز الاستشعار لقياس درجة حرارة المواد الصلبة "TSP Metran-246". يتم استخدامه بنشاط من قبل شركات التعدين في الإنتاج للتحكم في هذه المعلمة في المحامل. الجهاز مزود بإشارة خرج تناظرية للقراءة ، ومدى القياس من -50 إلى +120 درجة مئوية.
مجسات الثرمستور
يمكن بالفعل الحكم على مبدأ العمل من خلال اسم هذا النوع. يمكن وصف تشغيل مستشعر درجة الحرارة وفقًا للمخطط على النحو التالي: يتم قياس مقاومة الموصل. تصميم قوي مع دقة عالية جدًاتلقي المعلومات. كما تتميز هذه الأجهزة بحساسية عالية إلى حد ما ، مما يسمح بتقليل خطوة قياس القيم ، كما أن بساطة عناصر القراءة تجعلها سهلة التشغيل.
على سبيل المثال ، يمكننا أن نذكر المستشعر 700-101BAA-B00 ، والذي يتمتع بمقاومة أولية تبلغ 100 أوم. نطاق قياسها من -70 إلى 500 درجة مئوية. تم تجميع التصميم من ملامسات النيكل والألواح البلاتينية. يستخدم هذا النوع على نطاق واسع في الأجهزة الصناعية ومجموعة متنوعة من الإلكترونيات.
أجهزة استشعار صوتية
أجهزة بسيطة للغاية تقيس سرعة الصوت في بيئات مختلفة. من المعروف أن هذه المعلمة تعتمد إلى حد كبير على درجة الحرارة. في هذه الحالة ، يجب أيضًا مراعاة المعلمات الأخرى للوسيط المقاس. إحدى حالات الاستخدام هي قياس درجة حرارة الماء. يوفر المستشعر بيانات يمكنك على أساسها إجراء عملية حسابية ، والتي تحتاج أيضًا إلى معرفة المعلومات الأولية حول الوسيط المقاس من أجلها.
ميزة هذه الطريقة إمكانية استخدامها في حاويات مغلقة. تستخدم عادة في حالة عدم وجود وصول مباشر إلى الوسيط المقاس. المجالات الاستهلاكية الرئيسية لهذه الطريقة ، لأسباب طبيعية تمامًا ، هي الطب والصناعة.
مجسات أشباه الموصلات
مبدأ تشغيل هذه الأجهزة هو تغيير خصائص pn وخصائصهاالانتقال تحت تأثير درجة الحرارة. دقة القياس عالية جدا. يتم ضمان ذلك من خلال الاعتماد المستمر للجهد على الترانزستور على درجة الحرارة الحالية. اضافة الى ان الجهاز رخيص جدا وسهل الصنع
للحصول على مثال على مستشعر درجة الحرارة هذا ، يمكن لجهاز LM75A أن يعمل بشكل مثالي. نطاق القياس من -55 إلى +150 درجة مئوية ، والخطأ لا يزيد عن درجتين. كما أن لها درجة صغيرة نوعًا ما تصل إلى 0.125 درجة مئوية. يتراوح جهد الإمداد من 2.5 إلى 5.5 فولت ، بينما لا يتجاوز وقت تحويل الإشارة عُشر ثانية.
