מכשירים כאלה קיימים ברוב המכריע של הטכנולוגיה כיום. סוגים שונים של חיישני טמפרטורה נועדו למדוד מחוון זה עבור כל חפץ או חומר. כדי לחשב את הערך, נעשה שימוש במאפיינים שונים של גופי המטרה או הסביבה שבה הם נמצאים.
סיווג לפי עקרון הפעולה
כל החיישנים התרמיים מחולקים לשישה סוגים עיקריים לפי עקרון הפעולה שלהם:
- pyrometric;
- piezoelectric;
- thermo-resistive;
- אקוסטית;
- thermoelectric;
- מוליכים למחצה.
עקרון הפעולה הכללי וסכימת חיישני הטמפרטורה בכל מקרה יהיו מעט שונים. עם זאת, כל גרסאות הביצוע יכולות להבחין בחלק מאותן תכונות. בנוסף, במצב נתון, ראוי להשתמש בדיוק בסוגים מסוימים של חיישנים תרמיים.
פירומטרים או מצלמות תרמיות
אחרת אפשר לקרוא להם ללא מגע. תכנית עבודהשל סוג זה של חיישני טמפרטורה הוא שהם קוראים את החום מהגופים המחוממים, שאליהם מכוונים. הנקודה החיובית למגוון זה היא שאין צורך במגע ישיר וגישה לסביבת המדידה. לפיכך, מומחים יכולים לקבוע בקלות את מדדי הטמפרטורה של עצמים חמים מאוד מחוץ לרדיוס של קרבה מסוכנת אליהם.
פירומטרים, בתורם, מחולקים לכמה סוגים, ביניהם אינטרפרומטריים ופלורסנטים, כמו גם חיישנים הפועלים על עיקרון של שינוי צבע התמיסה, בהתאם לטמפרטורה שנמדדה.
חיישנים פיזואלקטריים
במקרה זה, תכנית העבודה הבסיסית היא רק אחת. מכשירים כאלה מתפקדים בשל piezoresonator קוורץ. עיקרון הפעולה והמעגל של חיישן הטמפרטורה הם כדלקמן. אפקט ה-piezo, הכולל שינוי בגודל אלמנט ה-piezo בשימוש, נתון לזרם חשמלי מסוים.
מהות העבודה פשוטה למדי. בשל אספקה מתחלפת של זרם חשמלי עם שלבים שונים, אך באותו תדר, מתרחשות תנודות של הגנרטור הפיאזואלקטרי, שתדירותם תלויה במקרה זה בטמפרטורה הנמדדת הספציפית של הגוף או הסביבה. כתוצאה מכך, המידע המתקבל מתפרש לערכים ספציפיים במעלות צלזיוס או פרנהייט. לסוג זה יש דיוק מדידה מהגבוהים ביותר. בנוסף, הגרסה הפיזואלקטרית משמשת במצבים בהם נדרשת עמידות המכשיר, למשל,בחיישני טמפרטורת המים.
תרמו-אלקטרי או צמדים תרמיים
דרך נפוצה למדי למדידה. העיקרון הבסיסי של הפעולה הוא התרחשות של זרם חשמלי במעגלים סגורים של מוליכים או מוליכים למחצה. במקרה זה, נקודות ההלחמה חייבות להיות שונות בהכרח במחווני טמפרטורה. קצה אחד ממוקם בסביבה שבה אתה צריך למדוד, והשני משמש לביצוע קריאות. לכן אפשרות זו נחשבת לחיישן טמפרטורה מרוחק.
כמובן, היו כמה חסרונות. המשמעותית ביותר שבהן יכולה להיקרא טעות מדידה גדולה מאוד. מסיבה זו, שיטה זו משמשת לעתים רחוקות בתעשיות טכנולוגיות רבות, שבהן התפשטות ערכים כזו פשוט בלתי מתקבלת על הדעת. דוגמה היא החיישן למדידת הטמפרטורה של מוצקים "TSP Metran-246". הוא משמש באופן פעיל על ידי חברות מתכות בייצור כדי לשלוט בפרמטר זה במיסבים. המכשיר מצויד באות פלט אנלוגי לקריאה, וטווח המדידה הוא -50 עד +120 מעלות צלזיוס.
חיישני תרמיסטור
את עקרון הפעולה כבר ניתן לשפוט לפי השם של הסוג הזה. ניתן לתאר את פעולתו של חיישן טמפרטורה כזה על פי הסכימה באופן הבא: ההתנגדות של המוליך נמדדת. עיצוב חזק בשילוב דיוק גבוה מאודקיבל מידע. כמו כן, מכשירים אלו מאופיינים ברגישות גבוהה למדי, המאפשרת להפחית את שלב מדידת הערכים, ופשטות רכיבי הקריאה הופכת אותם לקלים לתפעול.
לדוגמה, ניתן לציין את החיישן 700-101BAA-B00, בעל התנגדות ראשונית של 100 אוהם. טווח המדידה שלו הוא בין -70 ל-500 מעלות צלזיוס. העיצוב מורכב ממגעי ניקל וצלחות פלטינה. סוג זה נמצא בשימוש הנפוץ ביותר במכשירים תעשייתיים ובמגוון רחב של מוצרי אלקטרוניקה.
חיישנים אקוסטיים
מכשירים פשוטים במיוחד המודדים את מהירות הקול בסביבות שונות. זה ידוע כי פרמטר זה תלוי במידה רבה בטמפרטורה. במקרה זה, יש לקחת בחשבון גם פרמטרים אחרים של המדיום הנמדד. אחד ממקרי השימוש הוא מדידת טמפרטורת המים. החיישן מספק נתונים שעל בסיסם ניתן לבצע חישוב, עבורם גם צריך לדעת את המידע הראשוני על המדיום הנמדד.
היתרון בשיטה זו הוא האפשרות להשתמש בה במיכלים סגורים. משמש בדרך כלל כאשר אין גישה ישירה למדיום הנמדד. תחומי הצריכה העיקריים של שיטה זו, מסיבות טבעיות למדי, הם רפואה ותעשייה.
חיישני מוליכים למחצה
עקרון הפעולה של מכשירים כאלה הוא לשנות את מאפייני ה-p-n ושלהםמעבר בהשפעת הטמפרטורה. דיוק המדידה גבוה מאוד. זה מובטח על ידי התלות הקבועה של המתח בטרנזיסטור בטמפרטורה הנוכחית. בנוסף, המכשיר די זול וקל לייצור.
לדוגמה לחיישן טמפרטורה כזה, מכשיר ה-LM75A יכול לשרת בצורה מושלמת. טווח המדידה הוא בין -55 ל- +150 מעלות צלזיוס, והשגיאה היא לא יותר משתי מעלות. יש לו גם צעד קטן למדי בסדר גודל של 0.125 מעלות צלזיוס. מתח האספקה משתנה בין 2.5 ל-5.5 וולט, בעוד שזמן המרת האות אינו עולה על עשירית השנייה.
