Предности и мане различитих температурних сензора

У многим технолошким процесима једна од најважнијих физичких величина је температура. У индустрији се за мерење користе температурни сензори. Ови сензори претварају информације о температури у електрични сигнал, који се затим обрађује и тумачи од стране електронике и аутоматизације. Као резултат тога, вредност температуре се или једноставно приказује на дисплеју, или служи као основа за аутоматску промену режима рада једног или другог комада опреме.

На овај или онај начин, температурни сензори су данас незаменљиви, посебно у индустрији. И важно је одабрати прави сензор за своју сврху, јасно разумејући карактеристичне карактеристике различитих типова температурних сензора. О томе ћемо касније.

Различити сензори за различите намене

Технолошки, температурни сензори су подељени у две велике групе: контактни и бесконтактни. Бесконтактни сензори у свом раду користе принцип мерења инфрацрвени параметридолази са далеке површине.

Контактни сензори се, пак, на тржишту шире, разликују по томе што је њихов сензорски елемент у процесу мерења температуре у директном контакту са површином или медијумом чија се температура мери. Стога ће бити најцелисходније детаљно испитати контактне сензоре, упоредити њихове врсте, карактеристике, проценити предности и недостатке различитих типова температурних сензора.

Приликом избора температурног сензора, прво треба да одредите како ће бити потребно мерити температуру. Инфрацрвени сензор ће моћи да мери температуру на растојању од површине, стога је од суштинског значаја да између сензора и површине на коју ће бити усмерена атмосфера буде што транспарентнија и чистија, иначе температура подаци ће бити изобличени (погледајте - Бесконтактно мерење температуре током рада опреме).

Контактни сензор ће вам омогућити да директно мерите температуру површине или околине са којом је у контакту, тако да чистоћа околне атмосфере генерално није важна. Овде је од кључног значаја директан и квалитетан контакт између сензора и тест материјала.

Контактна сонда се може произвести помоћу једне од неколико технологија: термистора, отпорног термометра или термоелемента. Свака технологија има своје предности и мане.

Термистор је веома осетљив, његова цена је у средини између термопарова и отпорних термометара, али се не разликује по тачности и линеарности.

Термопар је скупљи, брже реагује на промене температуре, мерења ће бити линеарнија од термистора, али тачност и осетљивост нису високе.

Отпорни термометар је најпрецизнији од три, линеаран је али мање осетљив, иако је по цени јефтинији од термопара.

Поред тога, при избору сензора треба обратити пажњу на опсег мерених температура, за термопарове и отпорне термометре зависи од материјала коришћеног осетљивог елемента. Дакле, морате пронаћи неки компромис.

Тхермоцоупле

Сензори температуре термоелемент рад захваљујући Сеебеков ефекат… На једном крају су залемљене две жице од различитих метала — то је такозвани врући спој термоелемента, који је изложен мереној температури. На супротној страни жица, температура њихових крајева се не мења, на овом месту је прикључен осетљиви волтметар.

Напон мерен волтметром зависи од температурне разлике између топлог споја и жица повезаних са волтметром. Термопарови се разликују по металима који формирају њихове вруће спојеве, што одређује опсег мерених температура за одређени сензор термоелемента.

Испод је табела различитих типова сензора ове сорте. Тип сензора се бира у зависности од потребног температурног опсега и природе окружења.

Сензори типа Е су погодни за употребу у оксидирајућим или инертним срединама. Тип Ј — за рад у вакууму, инертном или редукционом окружењу. Тип К — погодан за оксидирајуће или неутралне средине. Тип Н — има дужи век трајања у поређењу са типом К.

Сензори типа Т су отпорни на корозију, па се могу користити у влажним оксидационим, редукционим, инертним срединама, као и у вакууму. Р (индустријски) и С (лабораторијски) — типови — су сензори високе температуре који морају бити заштићени посебним керамичким изолаторима или неметалним цевима. Тип Б је чак виша температура од типова Р и С.

Предности термопарних сензора су стабилност њихових параметара рада на високим температурама и релативна брзина одговора на промене температуре топлог споја. Сензори овог типа су представљени у широком спектру доступних пречника. Имају ниску цену.

Што се тиче недостатака, термопарови се одликују малом прецизношћу, имају изузетно низак измерени напон, а поред тога, ови сензори увек захтевају компензационе кола.

Отпорни термометри

Отпорни термометар или сензор температуре реостата је скраћено РТД. Ради на принципу промене отпора метала у зависности од промене његове температуре. Коришћени метали: платина (од -200 ° Ц до +600 ° Ц), никл (од -60 ° Ц до +180 ° Ц), бакар (од -190 ° Ц до +150 ° Ц), волфрам (од -100 ° Ц ° Ц до +1400 ° Ц) — у зависности од захтеваног мереног температурног опсега.

Чешће од других метала, платина се користи у отпорним термометрима, што даје прилично широк распон температуре и омогућава вам да изаберете сензоре различите осетљивости. Дакле, Пт100 сензор има отпор од 100 Охм на 0 °Ц, а Пт1000 сензор има 1кОхм на истој температури, односно, осетљивији је и омогућава вам да прецизније измерите температуру.

У поређењу са термоелементом, отпорни термометар има већу тачност, његови параметри су стабилнији, а опсег мерених температура је шири. Међутим, осетљивост је мања и време одзива је дуже него код термопарова.

Термистори

Друга врста контактних температурних сензора — термистори… Користе металне оксиде који могу значајно да промене отпор у зависности од температуре. Термистори су два типа: ПТЦ — ПТЦ и НТЦ — НТЦ.

У првом, отпор расте са повећањем температуре у одређеном радном опсегу, у другом, са повећањем температуре, отпор се смањује. Термистори се одликују бржим одговором на температурне промене и ниском ценом, али су прилично крхки и имају уски опсег радне температуре од истих отпорних термометара и термопарова.

Инфрацрвени сензори

Као што је поменуто на почетку чланка, инфрацрвени сензори тумаче инфрацрвено зрачење које емитује удаљена површина - мета. Њихова предност је у томе што се мерење температуре врши на бесконтактни начин, односно нема потребе да се сензор чврсто притисне уз објекат или да се потапа у околину.

Веома брзо реагују на промене температуре, због чега су применљиви за испитивање површина чак и покретних објеката, на пример на транспортеру.Само уз помоћ инфрацрвених сензора могуће је мерити температуру узорака који се налазе нпр. директно у пећници или у било којој агресивној зони.

Недостаци инфрацрвених сензора укључују њихову осетљивост на стање површине која емитује топлоту, као и на чистоћу сопствене оптике и атмосфере на путу између сензора и мете. Прашина и дим у великој мери ометају тачна мерења.