Takéto zariadenia sú dnes prítomné vo veľkej väčšine technológií. Na meranie tohto indikátora pre akýkoľvek predmet alebo látku sú navrhnuté rôzne typy snímačov teploty. Na výpočet hodnoty sa používajú rôzne charakteristiky cieľových telies alebo prostredia, v ktorom sa nachádzajú.
Klasifikácia podľa princípu fungovania
Všetky tepelné senzory sú rozdelené do šiestich hlavných typov podľa princípu ich činnosti:
- pyrometric;
- piezoelektrické;
- tepelne odolný;
- acoustic;
- termoelektrické;
- polovodič.
Všeobecný princíp činnosti a schéma teplotných snímačov sa v každom prípade budú mierne líšiť. Všetky varianty vyhotovenia však môžu rozlíšiť niektoré rovnaké znaky. Okrem toho je v danej situácii vhodné použiť presne určité typy tepelných senzorov.
Pyrometre alebo termokamery
Inak sa dajú nazvať bezkontaktné. Pracovná schématohto typu snímačov teploty je, že snímajú teplo z ohrievaných telies, na ktoré sú namierené. Pozitívom tejto odrody je, že nie je potrebný priamy kontakt a prístup k prostrediu merania. Odborníci tak môžu ľahko určiť indikátory teploty veľmi horúcich predmetov mimo okruhu nebezpečnej blízkosti k nim.
Pyrometre sa zasa delia na niekoľko druhov, medzi ktoré patria interferometrické a fluorescenčné, ako aj senzory, ktoré fungujú na princípe zmeny farby roztoku v závislosti od toho, aká teplota bola nameraná.
Piezoelektrické snímače
V tomto prípade je základná schéma práce len jedna. Takéto zariadenia fungujú vďaka kremennému piezorezonátoru. Princíp činnosti a obvod snímača teploty sú nasledovné. Piezo efekt, ktorý zahŕňa zmenu veľkosti použitého piezoelektrického prvku, je vystavený určitému elektrickému prúdu.
Podstata práce je celkom jednoduchá. Vplyvom striedavého napájania elektrického prúdu s rôznymi fázami, ale rovnakou frekvenciou, dochádza k osciláciám piezoelektrického generátora, ktorých frekvencia závisí v tomto prípade od konkrétnej nameranej teploty telesa alebo prostredia. Výsledkom je, že prijaté informácie sa interpretujú do konkrétnych hodnôt v stupňoch Celzia alebo Fahrenheita. Tento typ má jednu z najvyšších presností merania. Okrem toho sa piezoelektrická verzia používa v situáciách, keď sa vyžaduje odolnosť zariadenia, napr.v snímačoch teploty vody.
Termoelektrické alebo termočlánky
Pomerne bežný spôsob merania. Základným princípom činnosti je výskyt elektrického prúdu v uzavretých obvodoch vodičov alebo polovodičov. V tomto prípade sa spájkovacie body musia nevyhnutne líšiť v indikátoroch teploty. Jeden koniec je umiestnený v prostredí, kde potrebujete merať, a druhý sa používa na meranie. Preto sa táto možnosť považuje za diaľkový snímač teploty.
Samozrejme, malo to niekoľko nevýhod. Najvýznamnejšie z nich možno nazvať veľmi veľkou chybou merania. Z tohto dôvodu sa táto metóda zriedka používa v mnohých technologických odvetviach, kde je takéto šírenie hodnôt jednoducho neprijateľné. Príkladom je snímač na meranie teploty pevných látok "TSP Metron-246". Aktívne ho používajú hutnícke spoločnosti vo výrobe na kontrolu tohto parametra v ložiskách. Zariadenie je vybavené analógovým výstupným signálom na čítanie a rozsah merania je -50 až +120 stupňov Celzia.
Termistorové senzory
Princíp činnosti možno posúdiť už podľa názvu tohto typu. Činnosť takéhoto snímača teploty podľa schémy možno opísať takto: meria sa odpor vodiča. Robustný dizajn v kombinácii s veľmi vysokou presnosťouprijaté informácie. Tieto zariadenia sa tiež vyznačujú pomerne vysokou citlivosťou, ktorá umožňuje zmenšiť krok nameraných hodnôt a jednoduchosť čítacích prvkov uľahčuje ich ovládanie.
Napríklad môžeme spomenúť snímač 700-101BAA-B00, ktorý má počiatočný odpor 100 ohmov. Jeho merací rozsah je od -70 do 500 stupňov Celzia. Dizajn je zostavený z niklových kontaktov a platinových dosiek. Tento typ sa najčastejšie používa v priemyselných zariadeniach a širokej škále elektroniky.
Akustické senzory
Mimoriadne jednoduché zariadenia, ktoré merajú rýchlosť zvuku v rôznych prostrediach. Je známe, že tento parameter do značnej miery závisí od teploty. V tomto prípade treba brať do úvahy aj ďalšie parametre meraného média. Jedným z prípadov použitia je meranie teploty vody. Senzor poskytuje údaje, na základe ktorých môžete urobiť výpočet, ku ktorému potrebujete vedieť aj prvotné informácie o meranom médiu.
Výhodou tohto spôsobu je možnosť použitia v uzavretých nádobách. Zvyčajne sa používa tam, kde nie je priamy prístup k meranému médiu. Hlavnými spotrebiteľskými oblasťami tejto metódy sú z celkom prirodzených dôvodov medicína a priemysel.
Polovodičové senzory
Princípom fungovania takýchto zariadení je zmena charakteristík p-n a ichprechod pod vplyvom teploty. Presnosť merania je veľmi vysoká. To je zabezpečené konštantnou závislosťou napätia na tranzistore od aktuálnej teploty. Okrem toho je zariadenie pomerne lacné a ľahko sa vyrába.
Pre príklad takéhoto teplotného senzora môže perfektne poslúžiť zariadenie LM75A. Rozsah merania je od -55 do +150 stupňov Celzia a chyba nie je väčšia ako dva stupne. Má tiež pomerne malý krok rádovo 0,125 stupňa Celzia. Napájacie napätie sa pohybuje od 2,5 do 5,5 V, pričom čas konverzie signálu nepresiahne jednu desatinu sekundy.
