6 определений типов датчиков температуры и вариантов их использования

Датчики температуры важны для повседневной жизни, от работы на промышленных предприятиях до предотвращения пожаров. Термисторы и термопары являются двумя такими датчиками температуры.

Термистор представляет собой термочувствительный резистор, который демонстрирует непрерывное небольшое постепенное изменение сопротивления, коррелирующее с колебаниями температуры. Термопары отражают пропорциональные изменения температуры за счет переменного напряжения, создаваемого между двумя разнородными металлами, электрически связанными друг с другом. Оба являются хорошими вариантами для измерения и контроля температуры. Выбор наилучшего варианта зависит от типа и технических характеристик приложения.

При сравнении любого датчика температуры необходимо учитывать четыре фактора:

• Диапазон температур
• Стабильность
• точность
• заявление

Четыре фактора, которые следует учитывать при выборе между термистором и термопарой в качестве датчика температуры

Диапазон температур:

Термисторы и термопары NTC работают в широком диапазоне температур, что делает их идеальными для широкого спектра применений. Термисторы NTC хорошо работают в рабочем диапазоне от -50 до 250 °C, тогда как термопары работают в самом широком диапазоне температур от -200 °C до 1750 °C.

Стабильность:

Приложения с целью долгосрочной работы требуют стабильности. Датчики температуры могут дрейфовать со временем, в зависимости от их материалов, конструкции и упаковки. Например, термисторы NTC с эпоксидным покрытием могут иметь дрейф около 0.2 ° C в год; тогда как герметичные термисторы NTC имеют гораздо меньший дрейф около 0.02 ° C в год. С другой стороны, термопары имеют дрейф около 1-2 °C в год, в основном из-за химических изменений в датчике, таких как химическое окисление.

Точность:

Термисторы NTC обладают высокой точностью за счет пошаговых изменений в пределах своего рабочего диапазона. Небольшие изменения температуры точно отражают большие изменения сопротивления на °C. Термопары имеют более низкую точность и требуют преобразования милливольт в температуру при использовании для контроля температуры и компенсации.

Спецификации:

Как термисторы, так и термопары с отрицательным температурным коэффициентом могут работать в широком диапазоне приложений; однако термисторы NTC обычно используются в приложениях для обеспечения безопасности жизнедеятельности, таких как пожарные извещатели и термометры, потому что они точны и стабильны. Термопары чаще используются в промышленных условиях из-за их долговечности и более дешевых производственных затрат.

NTC (отрицательный температурный коэффициент) Термисторы

Термистор NTC представляет собой датчик температуры, изготовленный из спеченного полупроводникового материала, который содержит смесь нескольких оксидов металлов. Эти материалы обладают носителями заряда, которые позволяют току течь через термистор, демонстрируя постепенные изменения сопротивления, пропорциональные изменениям температуры.

Термисторы NTC производят более высокое сопротивление при более низких температурах. При повышении температуры сопротивление термистора уменьшается. Поскольку термисторы испытывают такое большое изменение сопротивления на °C, наименьшее изменение температуры быстро выражается как предсказуемое изменение сопротивления.

Для выбора подходящего термистора необходимо рассчитать зависимость сопротивления от температуры по формуле термистора бета (β). Этот метод использует двухточечную калибровку для расчета зависимости сопротивления от температурной кривой и калибрует сопротивление в обеих температурных точках.

Выход термистора NTC является нелинейным из-за его экспоненциального характера, но может быть линеаризован в зависимости от приложения.

Применение термисторов NTC

Термисторные датчики температуры с отрицательным температурным коэффициентом доступны в различных размерах и стилях, например, с настраиваемым зондом в сборе, со стеклянным корпусом, для поверхностного монтажа, а также в виде дисков и чипов. Благодаря этим свойствам их можно адаптировать для работы во многих отраслях, таких как автомобильная, аэрокосмическая, медицинская и ОВКВ.

Хотя многие приложения, в которых используются термисторы NTC, сосредоточены на характеристиках зависимости сопротивления от температуры, термисторы также удовлетворяют потребности в других электрических приложениях, таких как характеристики ток-время и напряжение-ток.

Текущее время может включать:

• Временная задержка
• Подавление скачков напряжения
• Последовательное переключение

Напряжение-ток может включать:

• Скорость жидкости
• Контроль уровня жидкости
• Регулировка напряжения
• Цепи контроля температуры

Если требуется более высокая точность, вы можете использовать термисторы NTC в сочетании с мостом Уитстона. Эта схема действует как компаратор, где могут точно отражаться небольшие изменения температуры.

Термопары

Термопара состоит из двух проводов из металлов с разной проводимостью, электрически соединенных в двух точках. Вместе они образуют два электрических соединения; измерительный (горячий) спай и эталонный (холодный) спай. Когда эти переходы выражают разные температуры, они создают напряжение постоянного тока в миллиамперах или термоэлектрическое напряжение. Затем термоэлектрическое напряжение преобразуется в температуру в приборе для считывания температуры.

В этой статье упоминается тип «К». Эта термопара работает в широком диапазоне температур от -200°C до 1250°C. Кроме того, из-за используемых металлов это одна из самых дешевых термопар; однако термопары имеют пониженную точность и со временем подвержены дрейфу калибровки.

Рисунок 1: Пример стандартной конфигурации термопары типа K

Применение термопар

Термопары в основном используются в промышленных условиях, потому что они лучше всего работают при экстремальных температурах. В сталелитейной и металлургической промышленности термопары используются для измерения и контроля температуры в печах, печах и котлах.

Срок службы термопары трудно предсказать. Одним из способов прогнозирования их стабильности является установка термопары и оценка ее работы для определения расчетного срока службы.

Термопары хорошо работают в широком диапазоне сред, но окисление может вызвать явление «зеленой гнили». Хромовый сплав в термопаре станет зеленым после воздействия восстановительного газа, такого как водород, во время контакта с металлическими проводами. Это окисление снижает напряжение и заставляет термопару давать более низкие показания.

Для использования в измерении температуры и контроле температуры

Датчики температуры: термисторы против термопар

Термисторы NTC считаются отличным выбором для ваших решений для измерения температуры благодаря их общей производительности и экономической эффективности.

Они предоставляют:

• Гибкость
• Быстрый ответ
• взаимозаменяемость
• Повышенная чувствительность
• Стабильность и точность в пределах их температурного диапазона

Чтобы узнать больше о термисторных датчиках температуры NTC и Ametherm, посетите наш сайт www.ametherm.com.

Подписывайтесь на Нас

Похожие сообщения:

Эта запись была размещена в Термистор с пометкой датчик температуры, термистор. Добавьте постоянную ссылку в закладки.

6 определений типов датчиков температуры и вариантов их использования

Датчики температуры — это устройства на оборудовании, которые отслеживают температуру окружающей среды, оценивают показания и измеряют влияние тепловых условий. Датчики температуры, вероятно, являются одними из наиболее широко используемых и наиболее полезных в повседневной жизни для широкой публики. Большинство людей используют их, даже не задумываясь об этом, в виде своей системы HVAC. Но эти датчики выходят далеко за рамки простого обеспечения нашего комфорта.

Откройте для себя мир промышленных датчиков температуры. Эти тихие маленькие предметы обеспечивают бесперебойную работу мира машин (в некоторых случаях буквально). Отодвинем маленькие пластиковые полочки, защищающие эти датчики температуры, и посмотрим.

Датчики температуры учитывают тепло, показания датчиков и записывают температуру. Эти данные помогают специалистам-производителям реагировать на проблемы до их возникновения.

Что такое датчик температуры?

В самых элементарных терминах датчики температуры — это устройства, которые отслеживают температуру окружающей среды, показания датчиков и регистрируют температуру. Они делают это через равные промежутки времени на машинах и оборудовании. Датчики температуры могут быть беспроводными или жестко подключенными к более крупной сети CMMS для легкого доступа к показаниям.

Однако это только основы. Существует несколько различных типов датчиков температуры, и все они немного отличаются друг от друга. Вот шесть основных типов датчиков температуры и то, что они делают.

Шесть типов датчиков температуры

На первый взгляд может показаться, что датчики температуры делают одно и то же: измеряют температуру. Однако на самом деле между этими датчиками существует множество различий.

1. Термопара

Датчики термопары — это устройства измерения напряжения, которые работают путем измерения разницы или колебаний напряжения для определения температуры. Они обеспечивают более низкую точность, но работают в более широком диапазоне температур, чем любые другие датчики температуры.

Эти датчики очень долговечны и экономичны, и важны, потому что они могут работать во многих различных приложениях.

2. Инфракрасный

Инфракрасные датчики воспринимают различные характеристики окружающей среды. Когда они являются инфракрасными датчиками температуры, показания фокусируются на различных температурах области или части оборудования, которые они сканируют, и движениях в диапазоне их сканирования.

Когда компания использует инфракрасные датчики, они получают датчик, который потребляет мало энергии, имеет простую конструкцию и очень портативный.

3. Термометры

Термометры являются наиболее понятными датчиками температуры в целом. Они могут измерять температуру жидкости, газа или твердых тел, в зависимости от области применения.

Термометр может отличить слаженно работающую компанию от хаоса. Просто подумайте о том, что происходит, когда блоки HVAC выходят из строя.

4. Кремниевый диод

Кремниевые диодные датчики представляют собой гораздо более специализированный тип датчика температуры. Они отслеживают экстремальные температуры, например колебания температуры, через которые проходит ракетное топливо.

Если приложения, которым нужны кремниевые диодные датчики, не имеют их или если датчики работают со сбоями, результаты могут быть катастрофическими.

5. Датчик температуры сопротивления (RTD)

Эти датчики коррелируют сопротивление элемента RTD с температурой для измерения температуры. Они обеспечивают наибольшую точность и, как правило, самые дорогие.

Детекторы температуры сопротивления лучше всего подходят, когда требуется высокий уровень точности.

6. Отрицательный температурный коэффициент (NTC)

Наконец, датчики с отрицательным температурным коэффициентом обеспечивают постоянное сопротивление, которое коррелирует с изменениями температуры. Как правило, сопротивление высокое при более низких температурах и уменьшается при повышении.

Это еще один специализированный датчик, который используется в нескольких, но важных приложениях.

Популярные варианты использования датчиков температуры

Теперь, когда мы рассмотрели основные датчики, пришло время посмотреть, на что они способны. Каковы некоторые распространенные и не очень распространенные места, где обычно используются датчики температуры?

Холодильники

На первом месте вездесущий холодильник. Если они не работают, у кого-то плохой день. Небольшие колебания могут привести к замерзанию всего устройства и порче содержимого.

В то время как могут использоваться более простые датчики, специализированным компаниям могут потребоваться датчики температуры гораздо более высокого качества, в зависимости от того, что именно вмещает холодильник.

Холодное хранение

Подобно холодильникам, устройства для хранения холода зависят от этих датчиков, чтобы поддерживать продукты при разных постоянных температурах. Они могут быть намного холоднее, чем холодильники, но принцип остается тем же.

В мониторинге холодильных камер используется целый ряд датчиков, от общих до узкоспециализированных.

Котлы

На противоположной стороне теплового спектра находятся бойлеры. Все согласны с тем, что котлы нуждаются в каком-то контроле. И это то, что датчик температуры делает лучше всего.

Характер котлов требует наличия современных датчиков!

Подшипники

Менее известным применением датчиков температуры являются различные типы подшипников, от которых зависит оборудование. В этих случаях датчики обычно измеряют тепло, возникающее в результате слишком большого или слишком малого трения.

Как упоминалось ранее, датчики и интерфейсы HVAC являются одними из наиболее распространенных датчиков, с которыми сталкиваются люди.

Поскольку эти системы существуют уже некоторое время, они могут быть устаревшими и неэффективными. Это хорошая идея, чтобы взглянуть на старые системы и убедиться, что они все еще соответствуют спецификациям.

Electrical

Электрические системы также могут использовать датчики температуры как часть их мониторинга и обслуживания. Плохие электрические соединения создают тепло, что является признаком того, что все идет не так, как должно.

В отличие от других ручных методов, датчик может определить это намного быстрее и предупредить нужных людей.

ИТ — это не совсем та область, о которой думает большинство людей, когда думают о вещах, чувствительных к теплу или холоду. Тем не менее, банки серверов, компьютерные компоненты и другие устройства должны поддерживаться в оптимальном диапазоне температур.

И это то, что отслеживают прикрепленные к ним датчики.

Солнечная энергия

Наконец, датчики температуры используются во многих солнечных энергетических установках и приложениях. Солнечные элементы, которые не работают должным образом, выделяются на этих устройствах, что позволяет обслуживающему персоналу принять меры.

Это может быть случай, когда используются инфракрасные датчики.

Датчик температуры, готовый для технологии IoT

Многие из описанных выше преимуществ проявляются только тогда, когда вы можете получить доступ к данным, которые собирают эти датчики, и прочитать их. Раньше, а в некоторых случаях и сегодня, это можно было сделать только на самом датчике. Это не большая проблема, если вы используете только несколько датчиков. Однако чем больше датчиков вы используете, тем больше вам нужна центральная база данных.

Беспроводные датчики температуры дальнего действия UpKeep предназначены именно для этого. Его простой интерфейс, наряду с уникальной настройкой, гарантирует, что вы сможете быстро и легко контролировать показания температуры.

Окончательный отчет

Область датчиков температуры быстро развивается и меняется, чтобы соответствовать потребностям сегодняшнего дня. Это действительно захватывающее время для компаний, которые нуждаются в этих устройствах и используют их ежедневно. Почти наверняка в ближайшем будущем будет разработано и развернуто больше датчиков температуры.

Однако сегодня датчики намного мощнее, чем даже датчики пятилетней давности, и компании этим пользуются. С появлением Интернета вещей и интеллектуальных датчиков существует очень мало ограничений на то, какие температуры можно и нельзя контролировать сегодня.

И это, пожалуй, самое захватывающее из всего.

Хотите продолжить чтение?

Хороший выбор. Вот похожие статьи!

Каковы распространенные варианты использования датчика температуры в диагностическом обслуживании?

Большинство оборудования плохо работает, когда температура становится слишком высокой или слишком низкой, поэтому даже использование простого термометра может быть полезным для обнаружения проблем.

6 датчиков для профилактического обслуживания, которые оптимизируют сроки ремонта

Сегодня профилактическое обслуживание опирается на датчики в трех основных областях: раннее обнаружение неисправностей, обнаружение отказов и интеграция с CMMS.

Как датчики используются в профилактическом обслуживании?

Прогностическое обслуживание (PdM) обычно использует данные от датчиков, которые отслеживают различные состояния оборудования. Алгоритмы анализируют данные для прогнозирования технического обслуживания.