Senzor de temepratură

1.Considerații generale

Senzorul este un dispozitiv tehnic care reacționează calitativ sau cantitativ prin proprii mărimi măsurabile, la anumite proprietăți fizice sau chimice ale mediului din preajma lui. Ca parte componentă a unui aparat sau sistem tehnic detector poate măsura/înregistra de exemplu presiunea, umiditatea, câmpul magnetic, accelerația, forța, intensitatea sonoră, radiații ș.a. Senzorul este un dispozitiv care măsoară o mărime fizică (masă, presiune, temperatură, umiditate etc.) și o transformă într-un semnal care poate fi citit de către un observator printr-un instrument sau poate fi prelucrat.

Cei mai folositi senzori sunt cei de temperatura. Acestia variaza de la senzori simpli de tip termostat ce functioneaza pe principiul ON/OFF, de exemplu: senzorii ce controleaza sistemul de incalzire al apei din centralele de apartament, pana la senzori de tip semiconductor de inalta senzitivitate folositi in controlul proceselor din centrale.

Senzorii de temperatura masoara cantitatea de energie termica(caldura) ce este generata de un obiect sau sistem, permitandu-ne sa detectam orice schimbare fizica a temperaturii ,generand un raspuns analog sau digital, altfel spus, senzorii de temperatura tranforma energia termica in semnal electri. Exista diferite tipuri de senzori de temperatura disponibili in functie de aplicatia pentru care sunt folositi.

2.Proprietăți

Pe langă proprietățile deja menționate, senzorii de temperatură mai au urmatoarele proprietăți: sensibilitate, timp de răspuns mic, liniaritate pe un domeniu cât mai mare, montare, temperatura maximă de funcționare, timpul de utilizare și protecția împotriva unor acțiuni de tip fizic sau chimic.

3.Tipuri de senzori de temperatură

Senzorii de temperatură pot fi clasificați în urmatoarele categorii:

- Senzori de temperatură cu contact, senzori care trebuie să fie în contact fizic cu obiectele pe care le măsoară folosind conducția pentru a montoriza schimbarea temperaturii.

- Senzori de temperatură fără contact , senzori care folosesc convecția si radiația pentru a monitoriza schimbarea de temperatură, folosiți pentru a detecta lichide sau gaze ce emit energie radiantă pe măsură ce aerul cald se ridică și aerul rece coboară în curenții de convecție sau detectează radiația transmisă de la un obiect sub formă de radiație infra-roșie.

Clasificarea senzorilor de temperatură:

I. Senzori de temperatura cu termorezistoare

RTD(resistance-temperature-detector) este un sensor pasiv ce are nevoie de un curent de excitatie pentru a produce o tensiune la iesire. Sunt stabili si rezistenti la conditii de mediu neprietenoase, fiind folosite in industria chimica. Rezistența electrică apare în primul rând din cauza agitației termice și ea depinde, pentru o temperatură dată, de natura materialului, prezența impurităților sau a defectelor din rețeaua cristalină , lungimea și secțiunea materialului. Prin urmare, variația rezistenței electrice se datorează pe de-o parte modificarii rezistivitatii electrice, iar pe de alta parte modificarii dimensiunilor (dilatare), astfel la metale rezistenta electrica creste odata cu cresterea temperaturii.

Platina:- material de referință pentru standardele internaționale

- domeniu de temperaturi masurabile: [-200;600] °C

- stabilitate pe termen lung, durabilitate, reproductibilitate în răspuns

- cel mai folosit metal și are calitatea de a nu se volatiliza apreciabil la temperaturi până la 1000°C

Nichelul:

-domeniu de temperaturi masurabile (°C): [-100;250] °C;

-cea mai mare variatie a rezistentei intre 0°C si 100°C;

-grad inalt de puritate;

-coeficientul de temperatura scade brusc la o temperatura peste 300°C;

Cuprul:

-domeniul de temperaturi masurabile (°C): [-200;150] °C;

-se oxideaza usor;

-cel mai putin folosit.

II. Termocupluri

Termocuplul este compus din doua fire metalice diferite, sudate la un capat, astfel incat sa

formeze o bucla inchisa. Capatul sudat se numeste sudura calda iar capatul/capetele liber/libere si se leaga prin conductoare de legatura la un aparat electric pentru masurarea tensiunii termoelectromotoare. Legaturile dintre capetele libere si conductoarele de legatura se numesc sudura rece.

Efectul termoelectric, descoperit de Seebeck, constă în apariția unei tensiuni electrice într-un circuit format din două metale diferite ale căror joncțiuni nu au aceeași temperatură (T1 ≠ T2). Tensiunea electromotoare din circuit se numește tensiune termoelectrică și se anulează în momentul egalării temperaturilor (TA =TB).

Comparativ cu termorezistoarele acestea oferă avantajul clar al unei limite de temperatură superioară mai mare, de până la câteva mii de grade Celsius. Stabilitatea lor pe termen lung este oarecum mai rea (cu câteva grade, după un an), precizia de măsurare este puțin mai slabă (în medie + 0,75% din intervalul de măsurare).

Ele sunt frecvent utilizate în cuptoare, masini automate, măsurători de evacuare a gazelor și a altor zone cu temperaturi de peste aproximativ 250 ° C.