سنسور های گرمایی(Heat Sensors) نحوه عملکرد و کاربرد (مهندسی برق _ الکترونیک)

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)


نکته : یکی از انواع سنسورھای گرمایی ترمینستورھا ھستند. این سنسورھا المانھای مقاومت یپسیوی ھستند که مقاومتشان متناسب با دمایشان تغییر میکند. 

بسته به اینکه در اثر گرما مقاومتشان افزایش یا کاھش مییابد، برای آنھا به ترتیب ضریب حرارتی مثبت یا منفی را تعریف میکنند. نوع دیگری از سنسورھای گرمایی ترموکوپلھا ھستند که آنھا نیز در اثر تغییر دمای محیط ولتاژ کوچکی را تولید میکنند. در استفاده از این سنسورھا معمولاً یک سر ترموکوپل را به دمای مرجع وصل کرده و سر دیگر را در نقطه ای که باید دمایش اندازه گیری شود،  قرار میدھند

سنسور های گرمایی(Heat Sensors) در مسیر نظارت، ثبت، اندازه گیری، و نمایش حرارت و دمای یک سیستم یا یک شئ یکار برده میشود و تفاوت زیادی بین مفاهیم “سنسور حرارت” و “اندازه گیری حرارت” وجود دارد. یک سنسور گرما نمی تواند برای نشان دادن دمای محیطی که در آن قرار گرفته شده است به تنهایی مورد استفاده قرار گیرد. سنسورهای حرارت را میتوان بطور کلی به دو گروه تماسی و غیر تماسی تقسیم کرد.سنسور تماسی یا Contact Sensor برای اندازه گیری دمای محیط در واقع دمای خودش را را اندازه گیری می کند. با تماس این سنسور به شئ تحت کنترل یا قرار گرفتن آن در محیط تحت اندازه گیری، تعادل گرمایی بین سنسور و محیط ایجاد میشود. در این حالت جریان گرما یا Heat Flow بین محیط و سنسور وجود ندارد.

 برای اندازه گیری دما از سنسورهای ویژه ای استفاده می گردد که در اصطلاح به سنسورهای دما معروف هستند.

انواع سنسور دما :

سنسور حرارتی تماسی

سنسور حرارتی غیر تماسی

سنسورهای تماسی برای اندازه گیری دما را می توان به دو دسته کلی تقسیم بندی نمود.

ترموکوپل (TC)

آر تی دی (RTD)

ترموکوپل:

ترموکوپل شامل دو فلز غیر هم نام  است که این فلزات ضریب های انتقال دمایی متقاوتی با هم دارند و با توجه به این ویژگی زمانی که گرما را حس می کنند، رفتار های متفاوتی از خود نشان می دهند که باعث ایجاد ولتاژ بین دو فلز می گردد. این اختلاف ولتاژ بیان کننده میزان دما است. با توجه به اینکه از چه فلزاتی برای ساخت ترموکوپل استفاده شده است؛ دسته های مختلفی از ترموکوپل ها وجود دارد که از مهترین انواع ترموکوپل ها می توان به ترموکوپل نوع J , K ,T , E , … اشاره نمود.سنسورهای دمای ترموکوپلی بسیار دقیق بوده و دقت آن در حدود یک درجه سانتی گراد است.ترموکوپل ها محدوده دمایی خاص خود را دارند که این محدوده بیان کننده بازه دمایی است که ترموکوپل می تواند اندازه گیری دما را به نحو احسن انجام دهد. با توجه به محدوده های دمایی مختلف، ترموکوپل ها انواع مختلفی دارند که هر یک قیمت های متفاوتی دارند.

سنسورهای RTD

Resistance Temperature Detector که به اختصار RTD نامیده می شود  یک کنترل کننده دما با استفاده از مقاومت است . در این سنسور ها از یک مقاومت متغیر با دما استفاده می گردد که با استفاده از تغییر مقاومت بتوان به میزان تغییر دما پی برد. به صورت کلی می توان ( RTD ) ها را  به انواع دستههای 2 سیمه ، 3 سیمه و 4 سیمه  تقسیم بندی نمود. مدل های 4 سیمه دارای قیمت بالا و مدل های 2 سیمه دقت پایینی دارند و از این رو در صنعت بیشتر از RTD های 3 سیمه استفاده می گردد. سنسورهای RTD نسبت به سنسورهای ترموکوپل سنسورهای دقیق تری هستند و دقتی در حدود 0.1 درجه سانتی گراد دارند و همچنین زمان پاسخ گویی سریع تری دارند.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)