¿Qué es un sensor de temperatura??

Un sensor de temperatura es un dispositivo que mide qué tan caliente o frío es un objeto, Proporcionar una medición de temperatura a través de una señal eléctrica en forma legible. Los más comunes son los termopares y los detectores de temperatura de resistencia térmica.

Sensores de temperatura del agua

Sensor de temperatura de China

Tipos de sensores de temperatura para centros de datos

Hay cuatro sensores de temperatura principales utilizados hoy en electrónica moderna: Coeficiente de temperatura negativo (CNT) termistores, detectores de temperatura de resistencia (RTD), termopares, e integrado basado en semiconductores (Beer) sensores.
Un sensor de temperatura es un dispositivo, típicamente, un detector de temperatura de termopar o resistencia, que proporciona medición de temperatura en una forma legible a través de una señal eléctrica.
Un termómetro es la forma más básica de un medidor de temperatura que se utiliza para medir el grado de calor y frescura.

Los medidores de temperatura se utilizan en el campo geotécnico para monitorear el concreto, estructuras, suelo, agua, puentes, etc.. Para cambios estructurales en las variaciones estacionales.
Un termopar (T/C) está hecho de dos metales diferentes que generan un voltaje eléctrico en proporción directa al cambio de temperatura. Un IDT (Detector de temperatura de resistencia) es una resistencia variable que cambia su resistencia eléctrica en proporción directa al cambio en la temperatura en un, repetible, y de manera casi lineal.

En nuestra vida diaria, a menudo deberíamos ver termómetros, calentadores de agua, hornos microondas, refrigeradores, etc.. Estos se aplicarán a un dispositivo importante: el sensor de temperatura. Este artículo le presentará sensores de temperatura, Principios del sensor de temperatura, y tipos de sensores de temperatura.

Tipo de sensor de temperatura:
En aplicaciones prácticas, Hay muchos sensores de temperatura disponibles, con diferentes características según la aplicación real. Los sensores de temperatura consisten en dos tipos físicos básicos:
1. Tipo de sensor de temperatura de contacto
Estos tipos de sensores de temperatura requieren contacto físico con el objeto que se detecta y usa la conducción para monitorear los cambios de temperatura.. Se pueden usar para detectar sólidos, líquidos o gases en un amplio rango de temperatura.

2. Tipo de sensor de temperatura sin contacto
Estos tipos de sensores de temperatura utilizan la convección y la radiación para monitorear los cambios de temperatura.. Se pueden usar para detectar líquidos y gases que emiten energía radiante a medida que el calor aumenta y el frío se asiente hasta el fondo en las corrientes de convección, o para detectar la energía radiante transmitida a partir de objetos en forma de radiación infrarroja (sol).
Los sensores de temperatura de contacto y sin contacto se clasifican aún más en los siguientes sensores de temperatura.

El principio del sensor de temperatura:
1. Termostato
Un termostato es un sensor de temperatura de contacto que consiste en una tira bimetálica hecha de dos metales diferentes, como el aluminio, cobre, níquel, o tungsteno.

La diferencia en los coeficientes de expansión lineal de los dos metales hace que se sometan a movimientos de flexión mecánicos cuando se calientan.

Imagen real del termostato

2. Termostato bimetal
Un termostato consta de dos metales con diferentes niveles de calor pegados consecutivos. Cuando el clima es frío, Los contactos cierran y la corriente fluye a través del termostato. A medida que se calienta, Un metal se expande más que el otro, y las tiras bimetales unidas se doblan hacia arriba (o hacia abajo), Abrir los contactos y evitar el flujo de electricidad.

Imagen física del termostato bimetal

Hay dos tipos principales de tiras bimetales, basado principalmente en su movimiento cuando se somete a cambios de temperatura. Hay tipos de "acción de instantánea" que producen una acción instantánea de tipo "encendido/apagado" o "apagado" en los contactos eléctricos a un punto de temperatura establecido, y tipos de "fluencia" más lentos que cambian gradualmente su posición a medida que cambia la temperatura .
Diagrama de principio de trabajo del termostato bimetal

Los termostatos de acción rápida se usan comúnmente en nuestros hogares para controlar los puntos de ajuste de temperatura de los hornos, hierros, inmersión tanques de agua caliente, y también se pueden encontrar en las paredes para controlar los sistemas de calefacción en el hogar.

Los tipos de rastreadores generalmente consisten en bobinas o espirales bimetálicas que se despliegan o se enrolan lentamente a medida que cambia la temperatura. En términos generales, Las tiras bimetales de estilo rastreador son más sensibles a los cambios de temperatura que los tipos estándar de encendido/apagado porque las tiras son más largas y delgadas, haciéndolos ideales para usar en termómetros y diales, etc..

3. Termistor
Los termistores generalmente están hechos de materiales cerámicos, como el níquel, óxidos de manganeso o cobalto chapado en vidrio, lo que los hace fácilmente dañados. Su principal ventaja sobre los tipos de acción de SNAP es qué tan rápido responden a cualquier cambio de temperatura., precisión y repetibilidad.

La mayoría de los termistores tienen un coeficiente de temperatura negativo (CNT), lo que significa que su resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura. Sin embargo, Hay algunos termistores que tienen un coeficiente de temperatura positivo (PTC) y su resistencia aumenta con la temperatura.

Imagen física del termistor

Los termistores están clasificados en función de su resistencia a temperatura ambiente (generalmente 25 O C), su tiempo constante (el tiempo que lleva reaccionar a un cambio de temperatura), y su calificación de potencia en relación con la corriente que fluye a través de ellos. Como resistencias, Los termistores tienen valores de resistencia a temperatura ambiente que van desde 10 megohms a unos ohmios, pero para fines de detección, esos tipos medidos en kiloohms se usan típicamente.

4. Ejemplo del sensor de temperatura NO1
El valor de resistencia del siguiente termistor a 25 ℃ es de 10kΩ, y el valor de resistencia a 100 ℃ es de 100Ω. Calcule la caída de voltaje a través del termistor cuando se coloca en serie con una resistencia de 1kΩ para calcular el voltaje de salida (Votación) a través del suministro de 12 V a ambas temperaturas.
Diagrama de ejemplo del sensor de temperatura

Cambiando el valor de resistencia fijo de R2 (1KΩ en nuestro ejemplo) a un potenciómetro o valor preestablecido, Se puede obtener una salida de voltaje en un punto de ajuste de temperatura predeterminado, Por ejemplo, una salida de 5V a 60 ° C. Y al cambiar el potenciómetro para obtener un nivel de voltaje de salida específico, se puede obtener en un rango de temperatura más amplio.

Sin embargo, Cabe señalar que los termistores son dispositivos no lineales, y los valores de resistencia estándar de diferentes termistores a temperatura ambiente son diferentes, principalmente porque están hechos de materiales semiconductores. Los termistores cambian exponencialmente con la temperatura y, por lo tanto, tienen una temperatura beta constante (b) que se puede usar para calcular la resistencia en cualquier punto de temperatura dado.

Sin embargo, Cuando se usa con resistencias en serie, como en una red de divisor de voltaje o en una disposición de tipo de puente de Wheatstone. La corriente obtenida en respuesta al voltaje aplicado a la red de divisor de voltaje/puente es lineal con temperatura. El voltaje de salida a través de la resistencia luego escala linealmente con temperatura.