المنت

المنت


المنت فلنج دار

RTDها (حسگرهای مقاومتی دما)

در حسگرهای مقاومتی دما (با نام اختصاری RTD)، از تغییر در مقاومت الکتریکی‌ای که در ماده‌ای رسانا برای اندازه‌گیری دما به وجود می‌آیدآید استفاده می‌شود. رساناهای الکتریکی، مانند فلزات، مقاومت الکتریکی دارند.

این مقاومت عبارت است از مقیاس سهولت نسبی‌ای که جریان الکتریکی به واسطه‌ی آن، در هنگام اعمال اختلاف پتانسیل یا ولتاژی معین، در رسانا جریان می‌یابد.

با تغییر دما، مقاومت الکتریکی (بر حسب اهم) تغییر می‌کند و مقاومت، در دماهای بالاتر، افزایش می‌یابد. RTDها از مؤلفه‌ای مقاومتی تشکیل می‌شوند که از طریق آن، جریان الکتریکی کوچکی، معمولا در محدوده ۱ تا ۵ میلی‌آمپر، عبور داده می‌شود

و مقاومت الکتریکی اندازه‌گیری می‌شود. هر گونه تغییر دما باعث تغییر در اندازه‌گیری مقاومت می‌شود. با دانستن خواص ماده‌ی استفاده‌شده در عنصر مقاومتی، می‌توان این تغییر مقاومت را به دما تبدیل کرد.

در RTDها، معمولاً از پلاتین استفاده می‌شود، زیرا بسیار پایدار و از نظر شیمیایی خنثی است، می‌تواند در محدوده‌ی دمایی گسترده‌ای کار کند، و رابطه‌ای کاملاً خطی بین مقاومت آن و دما وجود دارد.

ویژگی آخر باعث تسهیل فرایند تبدیل مقاومت الکتریکی به دما می‌شود. نیکل و مس گزینه‌های بعدی برای ساخت عنصر مقاومتی در RTDها هستند. ویژگی مهم ماده‌ی استفاده‌شده در RTD عبارت است از ضریب دمایی مقاومت (TCR)[6].

این ضریب مقیاس میزان تغییر مقاومت الکتریکی ماده به ازای یک درجه تغییر دما است. فلزات و مواد رسانای الکتریکی دارای TCR مثبت و نیمه‌رسانا‌ها و مواد غیرفلزی دارای TCR منفی‌اند. به عبارت دیگر، مقاومت آنها، با افزایش دما، کاهش می‌یابد.المنت فلنج دار

المنت فلنج دار
انواع سنسور دما

RTDها معمولاً به صورت لایه‌ی نازک یا سیم‌پیچ ساخته می‌شوند. RTDهای لایه‌ی نازک از پلاتین پوشیده‌شده بر روی صفحه‌ی سرامیکی‌ای که در محفظه‌ای شیشه‌ای قرار دارد استفاده می‌کنند، اما RTDهای نوع سیم‌پیچ از سیم پلاتینی‌ای استفاده می‌کنند

که به دور هسته‌ای سرامیکی پیچیده و داخل محفظه‌ای شیشه‌ای محصور شده‌اند. RTDهای نوع سیم‌پیچ انواع مختلفی دارند، که از آن جمله می‌توان به سیم‌پیچ‌های ۲- سیم، ۳- سیم یا ۴- سیم اشاره کرد. نوع ۲- سیم دارای طرحی ساده و دقت پایینی است،

زیرا مقاومت سیم‌ها را نمی‌توان از مقدار مقاومت اندازه‌گیری‌شده تفکیک کرد. سیم‌پیچ ۳- سیم امکان دو اندازه‌گیری مجزا، تفکیک اثر مقاومت سیم از مقاومت کل و، در نتیجه، به دست آوردن مقاومت خالص را فراهم می‌آورد. طرح ۴- سیم امکان اندازه‌گیری مستقیم مقاومت حسگر را فراهم می‌آورد

و می‌توان اثر سیم‌های  سربی را حذف کرد. برای اندازه‌گیری مقاومت در RTDها و تبدیل آن به دما، معمولاً از طرح پل وتستون[۷] استفاده می‌شود.المنت فلنج دار

 

حسگرهای دمای ترمیستور

کلمه‌ی ترمیستور از عبارت «مقاومت‌های حساس به حرارت»[۸] اقتباس شده است. ترمیستورها برای اندازه‌گیری دما از ویژگی تغییر مقاومت الکتریکی با دما بهره می‌برند.

تغییر مقاومت در این حسگرهای غیرفعال بسیار دقیق و با تغییرات دمایی متناسب است. دو نوع ترمیستور وجود دارد: ترمیستورهای ضریب دمایی منفی (NTC)[9] و ترمیستورهای ضریب دمایی مثبت (PTC)[10].المنت فلنج دار

در ترمیستورهای ضریب دمایی منفی (NTC)، مقاومت، با افزایش دما، کاهش می‌یابد، اما در ترمیستورهای ضریب دمایی مثبت (PTC)، مقاومت الکتریکی، با افزایش دما، افزایش می‌یابد.

ترمیستورهای NTC بیشتر برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌شوند، اما ترمیستورهای PTC برای حفاظت مدارهای الکتریکی‌ مانند محدود کردن جریان هجومی[۱۱] یا حفاظت در برابر نوسان ولتاژ در مدارها یا دستگاه‌ها استفاده می‌شود.المنت فلنج دار

ترمیستورها با مواد، بسته‌بندی‌ها و شکل‌های بسیار متنوعی ساخته می‌شوند که، بسته به زمان پاسخگویی و محدوده دمای کاری، می‌توانند به شکل دیسک، تراشه، مهره، یا میله باشند.

ترمیستورها را می‌توان داخل رزین اپوکسی، شیشه، یا فنولیک پخته بسته‌بندی یا آن را رنگ کرد. ترمیستورها معمولاً حسگرهای دمای کوچک با قیمت پایین هستند که سرعت پاسخگویی بسیار زیادی در محدوده دمای کاری محدودی دارند.

میزان تغییر مقاومت در این حسگرها به ازاء یک واحد تغییر دما نسبتا زیاد است. بنابراین، دقت و حساسیت بالایی در اندازه‌گیری دما از خود نشان می‌دهند. از محدودیت‌های ترمیستورها می‌توان به پاسخ غیرخطی به دما (برخلاف RTDها) و همچنین داغ شدن در جریان‌های بالا اشاره کرد.

محدوده‌ی دمای کاری آنها محدود است و در دماهای بالا ناپایدار می‌شوند. منحنی‌های دمای ترمیستورها نیز به سازنده‌ی آنها بستگی دارد و این مسأله تعویض آنها را با مشکل مواجه می‌کند.

ترمیستورها را می‌توان در کاربردهای مختلفی از جمله هوافضا، وسایل برقی، خودرو، مخابرات، HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع)، ابزار دقیق، پزشکی، نظامی، و سردسازی استفاده کرد.المنت فلنج دار

 

حسگرهای دمای نیمه‌رسانا

این حسگرها را حسگرهای دمای حالت جامد نیز می‌نامند که به صورت مدار مجتمع با پایه‌های کوچک (SOIC)[12] یا سایر بسته‌بندی‌ها (مانند TO-223) ساخته و سپس بر روی بورد مدار چاپی نصب (PCB)[13] می‌شوند.

این دستگاه‌ها از دیودها یا ترانزیستورهای نیمه‌رسانا، که نمودار جریان- ولتاژ آنها به دما وابسته است، استفاده می‌کنند.المنت فلنج دار

انواع اصلی حسگرهای دمای نیمه‌رسانا عبارتند از:

  • حسگرهای دما با خروجی ولتاژ
  • حسگرهای دما با خروجی جریان
  • حسگرهای دما با خروجی دیجیتالی
  • حسگرهای دما با خروجی مقاومت
  • حسگرهای دمای دیودی

 

خروجی این حسگرهای دما رابطه خطی نسبتاً خوبی با دما دارد و، در صورتی که به درستی کالیبره شوند، دقت قابل ‌قبولی در محدوده کاری خود نشان می‌دهند. اما محدوده دمایی آنها محدود است و برای اندازه‌گیری دماهای بالا مناسب نیستند.المنت فلنج دار

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *