Ще одним поширеним способом вимірювання температури є використання термопари. Термопара – це пристрій, що складається з двох різних металів, з’єднаних в одному кінці. Під час зміни температури між двома точками термопари виникає різниця потенціалів. Цю різницю потенціалів можна виміряти і перетворювати у відповідну температуру. Термопари зазвичай точні та надійні, але вони вимагають калібрування і не можуть бути використані для вимірювання дуже низьких температур.
Способи вимірювання температури: обираємо датчики
Один з найбільш поширених типів датчиків – це термометри опору (RTD). Вони вимірюють зміну електричного опору матеріалу в залежності від температури. Основним матеріалом для RTD є платина, яка має високу стабільність і точність вимірювання.
Іншим популярним типом датчиків є термопари. Вони працюють на основі ефекту термоелектричного перетворення, при якому різниця температур на кінцях термопари створює електричну різницю потенціалів. Термопари мають високу чутливість і здатні працювати при високих температурах.
Інфрачервоні датчики температури використовують інфрачервоне випромінювання для вимірювання температури об'єкта. Вони мають високу швидкість вимірювання і можуть бути використані в недоступних або небезпечних для людини місцях. Однак, особливості вимірювання інфрачервоних датчиків, такі як вплив навколишнього середовища, можуть впливати на точність вимірювання.
Ще одним способом вимірювання температури є використання терморезисторів. Вони працюють за принципом зміни електричного опору матеріалу в залежності від температури. Терморезистори мають високу чутливість і можуть бути використані для вимірювання температури в широкому діапазоні.Вибір датчика температури залежить від необхідної точності, робочого діапазону, типу вимірюваного об'єкта та інших умов експлуатації. Важливо враховувати всі особливості кожного типу датчика для отримання достовірних і точних даних про температуру.Термістори, термопари чи платинові резистори: який датчик температури обрати?Термістори є одним з найбільш поширених типів датчиків температури. Вони засновані на використанні напівпровідників, їхній опір змінюється в залежності від температури. Термістори мають високу чутливість та точність вимірювань, однак вони чутливі до впливу навколишнього середовища і можуть бути недостатньо стабільними в довгостроковій перспективі.Іншим популярним типом датчиків є термопари. Вони складаються з двох різних металів, з'єднаних в одній точці. Різниця потенціалів, що виникає при зміні температури, використовується для визначення температури. Термопари мають широкий діапазон вимірюваних температур і хорошу стабільність. Проте вони вимагають компенсації впливу навколишніх умов, таких як температура навколишнього середовища та довжина з'єднувальних проводів.Платинові резистори (ПТ100, ПТ1000) - це ще один поширений тип датчиків температури. Вони засновані на зміні опору платини при зміні температури. Платинові резистори мають високу точність вимірювань і стабільність, а також широкий діапазон робочих температур. Проте їх використання вимагає додаткових витрат на кабелі та вимірювальні прилади.В результаті, вибір датчика температури залежить від конкретних вимог і умов експлуатації. Наприклад, термістори можуть бути переважні для застосувань, де потрібна висока чутливість і точність вимірювань. Термопари можуть бути більш підходящими для роботи в екстремальних.в умовах, а платинові резистори вважаються найнадійнішими і точними у вимірюваннях. У кожному конкретному випадку слід враховувати вимоги до точності, діапазон вимірюваних температур та навколишні умови для вибору найбільш підходящого датчика температури.Порівняння точності та діапазону вимірювання різних типів датчиків температуриПри виборі датчика температури для конкретного застосування необхідно враховувати точність вимірювань та діапазон температур, які датчик здатен вимірювати. Різні типи датчиків мають свої особливості і призначені для різних умов експлуатації.Тип датчикаТочність вимірюванняДіапазон вимірюванняТермопараНизькаШирокийТермодатчик опору (RTD)ВисокаВузькийТермоелементСередняСереднійІнфрачервоний датчик
Термопари широко застосовуються в промисловості завдяки своєму широкому діапазону вимірювання. Однак, вони мають відносно низьку точність і потребують компенсації температури навколишнього середовища.
Термодатчики опору володіють високою точністю вимірювань, але їх діапазон вимірювання зазвичай обмежений. Вони широко використовуються в наукових і медичних приладах, де потрібна висока точність вимірювання температури.
Термоелементи є компромісним варіантом між термопарами і термодатчиками опору. Вони володіють середньою точністю і діапазоном вимірювання.
Інфрачервоні датчики дозволяють безконтактно вимірювати температуру об'єктів, що особливо корисно в умовах, де контактне вимірювання неможливе або незручне. Однак, вони зазвичай мають середню точність вимірювань.
В кінці кінців, вибір типу датчика температури буде залежати від вимог конкретного застосування: точності вимірювання, діапазону вимірювання, умов експлуатації та бюджетних обмежень.Переваги та недоліки термісторів для вимірювання температуриПереваги термісторів:Висока точність вимірювання. Термістори здатні забезпечити дуже точні результати вимірювання температури завдяки їх високій чутливості до змін опору при зміні температури.Швидка реакція на зміну температури. Термістори можуть швидко реагувати на зміни температури та надавати актуальні дані в реальному часі.Широкий діапазон вимірювання. Термістори можуть бути налаштовані на роботу в широкому діапазоні температур, що робить їх універсальними для різних застосувань.Низька вартість. Термістори є одними з найдоступніших та економічно вигідних датчиків температури на ринку.Недоліки термісторів:
- Обмежений діапазон температур. Термістори можуть працювати в обмежених діапазонах температур, що може бути недоліком в деяких застосуваннях, що вимагають широкого діапазону вимірювання.
- Необхідність калібрування. Термістори вимагають регулярного калібрування для підтримання високої точності вимірювання. Це може бути незручно і вимагати додаткових витрат.
- Залежність від типу матеріалу. Термістори працюють на основі зміни опору матеріалу при зміні температури, тому їх робота може бути обмежена властивостями матеріалу, з якого вони виготовлені.
При виборі термістора для вимірювання температури необхідно враховувати всі переваги та недоліки цього типу датчика, а також вимоги конкретного застосування.
Як працюють термопари і для яких завдань вони підходять краще інших типів датчиків
Основний принцип роботи термопар полягає в використанні явища термоелектричної ЭДС (електродвижуча сила). Коли різні метали зустрічаються в точці з'єднання, їх атоми починають взаємодіяти, створюючи різницю потенціалів. Вимірювання температури здійснюється шляхом вимірювання цієї різниці потенціалів.Термопари використовуються в багатьох областях, завдяки своїм особливостям:1. Висока точність: термопари забезпечують високу точність вимірювання температури в широкому діапазоні. Вони мають хорошу стабільність і можуть бути відкалібровані для підвищення точності вимірювання.2. Широкий діапазон вимірювання: термопари можуть вимірювати температуру в діапазоні від -200 до 2500 градусів Цельсія, в залежності від типу використовуваних металів.3. Висока швидкість реакції: термопари швидко реагують на зміни температури, що робить їх ідеальними длявимірювання швидко мінливих значень.4.Стійкість до навколишнього середовища:термопари можуть працювати в широкому діапазоні навколишніх умов, включаючи високу вологість, агресивні середовища та радіацію.Таким чином, термопари є надійними та гнучкими засобами вимірювання температури, які можуть бути використані в різних застосуваннях, таких як промислові процеси, автомобільна промисловість, медицина та багатьох інших. Їх переваги роблять їх придатними для використання в умовах, коли потрібна висока точність і стабільність вимірювання.Плюси і мінуси використання платинових опорів для вимірювання температуриОсновними плюсами використання платинових опорів є:Висока точність і надійність. Платинові опори мають стабільні характеристики, а також високий коефіцієнт температурноїчутливості, що дозволяє отримувати точні вимірювання.Широкий діапазон робочих температур. Платинові термометри можуть працювати в широкому діапазоні температур, починаючи від -200°C і до +1000°C, що робить їх універсальними для різних застосувань.Стійкість до навколишнього середовища. Платонові термометри мають високу стійкість до корозії та окислення, що робить їх довговічними та надійними для використання в різних умовах.Однак, використання платинових термометрів має й деякі недоліки:Висока вартість. Платинові термометри є досить дорогими в порівнянні з іншими типами датчиків температури.Залежність від електричного опору. Для вимірювання температури з використанням платонових термометрів необхідно вимірювати зміну їх електричного опору, що може бути незручно для деяких застосувань.
В цілому, платинові резистори є одним з найточніших і надійних способів вимірювання температури, але їхнє використання може бути обмежено високою вартістю та вимогливістю в обслуговуванні.
Особливості вибору та монтажу температурних датчиків для певних застосувань
1. Промислові застосування:
У промислових умовах, де потрібно постійне і точне контролювання температурних умов, вибір та монтаж температурних датчиків особливо важливі. При виборі таких датчиків слід враховувати такі фактори:
- Діапазон робочих температур: датчики повинні бути здатні працювати в потрібному діапазоні температур, щоб забезпечити надійність і стабільність вимірювань.
- Стійкість до впливу навколишнього середовища: в промислових умовах можуть бути агресивні або абразивні речовини, тому датчики повинні бути захищені від впливу цих речовин.- Швидкість реакції та точність вимірювань: у деяких промислових процесах вимагається миттєвий відгук датчика на зміну температури, а також висока точність вимірювань. Тому обирають датчики з високою швидкістю реакції та точністю вимірювань.2. Медичні прилади:У медичних приладах, таких як термометри, зонди або терморегулятори, вибір і встановлення датчиків температури впливають на точність вимірювань і безпеку пацієнтів. При виборі таких датчиків слід враховувати такі фактори:- Стерильність: датчики повинні бути легко стерилізованими, щоб мінімізувати ризик інфекцій і забезпечити безпеку пацієнтів.- Точність і швидкість вимірювань: у медичних приладах вимагається...