Vad är en temperatursensor?

En temperatursensor är en enhet som mäter hur varmt eller kallt ett objekt är, tillhandahålla en temperaturmätning genom en elektrisk signal i en läsbar form. De vanligaste är termoelement och detektorer för termisk motståndstemperatur.

Vattentemperatursensorer

Kina temperatursensor

Typer av temperatursensorer för datacenter

Det finns fyra huvudtemperatursensorer som används idag i dagens elektronik: Negativ temperaturkoefficient (NTC) termistorer, motståndstemperaturdetektorer (FoTU:er), termoelement, och halvledarbaserad integrerad (Ic) sensorer.
En temperatursensor är en enhet, typiskt, en termoelement eller motståndstemperaturdetektor, som ger temperaturmätning i en läsbar form genom en elektrisk signal.
En termometer är den mest grundläggande formen av en temperaturmätare som används för att mäta graden av hethet och svalhet.

Temperaturmätare används inom det geotekniska fältet för att övervaka betong, strukturer, jord, vatten, broar, etc. För strukturella förändringar på grund av säsongsvariationer.
Ett termoelement (T/c) är tillverkad av två olika metaller som genererar en elektrisk spänning i direkt proportion till temperaturförändringen. En RTD (Motståndstemperaturdetektor) är ett variabelt motstånd som ändrar dess elektriska motstånd i direkt proportion till förändringen i temperaturen i en exakt, repeterbar, och nästan linjärt sätt.

I våra dagliga liv, Vi bör ofta se termometrar, varmvattenberedare, mikrovågsugnar, kylskåp, etc. Dessa kommer att tillämpas på en viktig enhet - temperatursensorn. Den här artikeln kommer att introducera dig temperatursensorer, Temperatursensorprinciper, och typer av temperatursensorer.

Temperatursensortyp:
I praktiska tillämpningar, Det finns många temperatursensorer tillgängliga, med olika egenskaper enligt den faktiska tillämpningen. Temperatursensorer består av två grundläggande fysiska typer:
1. Kontakttemperatursensortyp
Dessa typer av temperatursensorer kräver fysisk kontakt med att objektet är avkänt och använder ledning för att övervaka temperaturförändringar. De kan användas för att upptäcka fasta ämnen, vätskor eller gaser över ett brett temperaturområde.

2. Icke-kontakt temperatursensortyp
Dessa typer av temperatursensorer använder konvektion och strålning för att övervaka temperaturförändringar. De kan användas för att upptäcka vätskor och gaser som avger strålningsenergi när värmen stiger och kalla sedimenter till botten i konvektionsströmmar, eller för att upptäcka strålningsenergi som överförs från föremål i form av infraröd strålning (sol).
Kontakt- och icke-kontakt temperatursensorer klassificeras ytterligare i följande temperatursensorer.

Principen för temperatursensor:
1. Termostat
En termostat är en kontakttemperatursensor som består av en bimetallisk remsa gjord av två olika metaller, som aluminium, koppar, nickel, eller volfram.

Skillnaden i de linjära expansionskoefficienterna för de två metallerna får dem att genomgå mekaniska böjrörelser vid uppvärmning.

Faktisk bild av termostat

2. Bimetal termostat
En termostat består av två metaller med olika värmenivåer limmade ihop rygg mot rygg. När vädret är kallt, kontakterna stängs och strömmen flyter genom termostaten. När det värms upp, en metall expanderar mer än den andra, och de bundna bimetalremsorna böjs uppåt (eller nedåt), Öppna kontakterna och förhindra elflödet.

Bimetal termostat fysisk bild

Det finns två huvudtyper av bimetalremsor, baserat främst på deras rörelse när de utsätts för temperaturförändringar. Det finns "snap-action" -typer som producerar en omedelbar "på/av" eller "av/på" -typ på de elektriska kontakterna vid en inställd temperaturpunkt, och långsammare "kryp" -typer som gradvis ändrar sin position när temperaturen förändras .
Bimetal termostat Arbetsprincipdiagram

Snapverkande termostater används ofta i våra hem för att kontrollera temperaturpunkterna för ugnar, järn, nedsänkning av varmvattenbehållare, Och de kan också hittas på väggar för att kontrollera hemvärmesystem.

Crawler -typer består vanligtvis av bimetallspolar eller spiraler som långsamt släpper ut eller spolar när temperaturen förändras. I stort sett, Crawler Style Bimetal Strips är mer känsliga för temperaturförändringar än standard SNAP ON/OFF -typer eftersom remsorna är längre och tunnare, vilket gör dem idealiska för användning på termometrar och rattar, etc.

3. Termistor
Termistorer är vanligtvis tillverkade av keramiska material, som nickel, Mangan- eller koboltoxider pläterade i glas, vilket gör dem lätt skadade. Deras huvudsakliga fördel jämfört med snap-action-typer är hur snabbt de svarar på eventuella temperaturförändringar, noggrannhet och repeterbarhet.

De flesta termistorer har en negativ temperaturkoefficient (NTC), vilket innebär att deras motstånd minskar när temperaturen ökar. Dock, Det finns några termistorer som har en positiv temperaturkoefficient (PTC) och deras motstånd ökar med temperaturen.

Thermistor Fysisk bild

Termistorer är rankade baserat på deras motstånd vid rumstemperatur (vanligtvis 25 o c), deras tidskonstant (den tid det tar att reagera på en temperaturförändring), och deras kraftbetyg i förhållande till strömmen som flyter genom dem. Som motstånd, Termistorer har motståndsvärden vid rumstemperaturen från 10 megohms till några ohm, Men för avkänning används de typer som mäts i kiloohms vanligtvis.

4. Temperatursensor Exempel NO1
Motståndsvärdet för följande termistor vid 25 ℃ är 10kΩ, och motståndsvärdet vid 100 ℃ är 100Ω. Beräkna spänningsfallet över termistorn när den placeras i serie med ett 1KΩ -motstånd för att beräkna utgångsspänningen (Vout) över 12V -tillförseln vid båda temperaturerna.
Temperatursensor Exempel Diagram

Genom att ändra det fasta motståndsvärdet på R2 (1KΩ i vårt exempel) till en potentiometer eller förinställt värde, En spänningsutgång kan erhållas vid en förutbestämd temperaturpunkter, till exempel en 5V -utgång vid 60 ° C. And by changing the potentiometer to get a specific output voltage level it can be obtained over a wider temperature range.

Dock, it should be noted that thermistors are nonlinear devices, and the standard resistance values of different thermistors at room temperature are different, mainly because they are made of semiconductor materials. Thermistors change exponentially with temperature and therefore have a Beta temperature constant (β) that can be used to calculate resistance at any given temperature point.

Dock, when used with series resistors, such as in a voltage divider network or a Wheatstone bridge type arrangement. The current obtained in response to the voltage applied to the voltage divider/bridge network is linear with temperature. The output voltage across the resistor then scales linearly with temperature.