Senzori și Traductori

TRADUCTOARE DE TEMPERATURĂ

Măsurarea temperaturii se bazează pe diferite fenomene şi efecte fizice, în care modificarea temperaturii determină modificări ale unor proprietăţi sau caracteristici ale materialelor: variaţia dimensiunilor geometrice, variaţia rezistenţei electrice, apariţia unei tensiuni electromotoare de-a lungul joncţiunii a două metale, variaţia intensităţii radiaţei emise, variaţia frecvenţei de rezonanţă a unui cristal de cuarţ etc. Acurateţea procesului de măsurare a temperaturii este foarte importantă pentru cele mai multe aplicaţii de control a diferitelor procese tehnologice. În Tabelul 1 sunt prezentate patru dintre cele mai utilizate tipuri de traductoare de temperatură, împreună cu câteva caracteristici semnificative ale lor.

Termocuplurile sunt capabile să măsoare temperaturi extreme dar necesită tehnici de realizare a temperaturii de referinţă, sunt neliniare şi au un nivel mic al semnalului de ieşire. Senzorii de temperatură cu semiconductori se pretează la realizarea lor sub formă integrată, au un nivel mare al semnalului de ieşire dar acoperă un domeniu relativ restrâns de temperaturi. Termometrele cu rezistenţă metalică au o acurateţe şi o liniaritate mai bune, dar necesită o sursă de energie de excitare şi un circuit de masură de tip punte. Termistorii au cea mai mare sensibilitate dar sunt puternic neliniari

Termocuplul este compus din două fire metalice diferite sudate, astfel încât să formeze un circuit închis (fig.6). Sonda propriu-zisă este reprezentată de una din joncţiuni (joncţiunea de masura sau joncţiunea caldă) care poate fi pusă într-o manta protectoare. Ea este plasată în mediul a cărui temperatură vrem să o măsurăm. Mărimea şi sensul curentului care va parcurge circuitul atunci când joncţiunile se află la temperaturi diferite depinde de diferenţa de temperatură şi de tipul metalelor folosite. De regulă, t.e.m. rezultantă este mică (de ordinul mV). Un voltmetru conectat în circuit reprezintă „ieşirea” pentru utilizator şi este calibrat în unităţi de temperatură. Pentru o bună acurateţe a rezultatelor, cea de a doua joncţiune (joncţiunea de referinţă sau joncţiunea rece) trebuie menţinută la o temperatură constantă, eliminând astfel erorile datorate driftului termic. Joncţiunea de referinţă este denumită şi joncţiune rece, chiar dacă temperatura ei (de regulă 0oC) poate fi mai mare decât temperatura joncţiunii de măsură

T.e.m. rezultantă nu este influenţată de dimensiunile conductorilor, de ariile suprafeţelor joncţiunilor sau de modul în care sunt sudate metalele.

Metalele tipice folosite pentru construcţia termocuplurilor sunt rodiul, aliajele de nichel şi crom, aliajele de aluminiu şi nichel sau aliajele de nichel si cupru. Metalele care se împerechează cu acestea sunt platina, cuprul şi fierul. Incinta de protecţie în care este introdusă joncţiunea de măsură trebuie să fie rezistentă din punct de vedere mecanic şi la mediile corozive.