Que é un sensor de temperatura: tipos e aplicacións

No noso día a día, todos utilizamos diferentes tipos de sensores. A partir diso, o sensor de temperatura é un tipo de sensor que se usa con máis frecuencia en diferentes formas como microondas, quentadores de auga, frigoríficos, termómetros, etc. Xeralmente, este tipo de sensores úsanse nunha ampla gama de aplicacións para medir a cantidade de frío ou calor do dispositivo e cámbiao nunha unidade lexible.Sabes como se mide a temperatura dos edificios, presas, pozos, chan:? Ben, isto pódese facer a través dun tipo especial de sensor de temperatura para calcular as lecturas de temperatura a través de sinais eléctricos. Este artigo analiza unha visión xeral dos sensores de temperatura e o seu funcionamento con tipos e aplicacións. Que é un sensor de temperatura? Un sensor que se usa para medir ou manter unha temperatura fixa en calquera dispositivo coñécese como sensor de temperatura. Este tipo de sensor xoga un papel fundamental en diferentes aplicacións. A medida física como a temperatura é a máis común en aplicacións de base industrial. Un sensor de temperatura proporciona medición de temperatura nunha forma clara mediante un sinal eléctrico.Sensor de temperatura Estes tipos de sensores están dispoñibles en varias formas, que se utilizan para diversas técnicas de xestión da temperatura. O sensor de temperatura que funciona depende principalmente da tensión nos terminais do díodo. Polo tanto, o cambio de temperatura é directamente proporcional á resistencia do díodo. A medición da resistencia entre os terminais do díodo pódese facer e cambiar as unidades de temperatura lexibles como Celsius, Fahrenheit, Centígrados e exhibidas en forma de unidades de lectura numéricas. No campo da vixilancia xeotécnica, os sensores de temperatura utilízanse para calcular a temperatura interior de diferentes estruturas, como edificios, presas, pontes, centrais eléctricas, etc. Circuíto do sensor de temperatura O diagrama de circuíto do interruptor de relé que utiliza o sensor de temperatura móstrase a continuación. Unha vez que o circuíto recibe calor, o relé activará a carga. Pódese aplicar calquera voltaxe a este relé como 110V AC ou 220V AC ou DC para que poidamos controlalo rutineiramente na temperatura preferida. Este circuíto é sinxelo e barato de construír. Para principiantes en electrónica, é un circuíto perfecto.Circuíto de sensor de temperatura con interruptor de relé. Os compoñentes necesarios para facer este circuíto de sensor de temperatura son unha entrada de 9 V CC, un termistor de 10 KΩ, un transistor BC547B, un relé de 6 V, un diodo 1N4007 e unha resistencia variable de 20 KΩ. O funcionamento deste circuíto pódese facer cunha batería de 9V, un adaptador ou un transformador. Este circuíto inclúe 2 transistores BC547B como un par Darlington. Así, a sensibilidade do circuíto, así como a ganancia, pódese aumentar a través destes transistores. O rango de calor necesario pódese axustar mediante unha resistencia variable na que desexa activar o relé. Neste circuíto, un termistor xoga un papel fundamental porque detecta a calor. O funcionamento deste circuíto é bastante sinxelo. Unha vez que o termistor recibe calor, a súa resistencia reducirase e permite que o fluxo de corrente active os transistores. Unha vez que se activan ambos os transistores, permiten que se active a tensión cara ao relé. Entón, agora activarase a carga que está conectada a este relé. Este circuíto é moi útil como facer funcionar o ventilador á temperatura preferida. Activa unha alarma en emerxencias nas que non quere sobrequecer. Tipos de sensor de temperatura O sensor de temperatura clasifícase en dous tipos, como contacto e sen contacto, onde os sensores de tipo de contacto úsanse principalmente en áreas perigosas. Ademais, estes tipos de sensores clasifícanse en diferentes tipos que se comentan a continuación. Sensor de temperatura de tipo de contacto O sensor de temperatura de tipo de contacto úsase para notar a cantidade de temperatura dentro dun obxectivo a través do contacto físico directo con el. Estes sensores pódense utilizar para detectar sólidos, líquidos ou gases en amplos intervalos de temperatura. Os sensores de temperatura de tipo de contacto están dispoñibles en diferentes tipos, como RTD, termopar, termómetro, termistor, etc. Entre eles, os termopares adoitan ser menos custosos debido ao material sinxelo e ao modelo que se utiliza. O outro tipo de sensor é un termistor onde a resistencia reducirase cando a temperatura aumenta. Termopar O sensor de temperatura máis popular e usado con frecuencia é o termopar debido á súa sensibilidade, precisión, amplo rango de temperatura, sinxeleza e fiabilidade. Xeralmente, este tipo de sensor inclúe dúas seccións metálicas diferentes, como o cobre e o constante, que se unen a través do proceso de soldadura.TermoparO deseño deste sensor pódese facer con dous metais diferentes que están conectados a través de dous fíos en dous puntos. A tensión entre estes fíos replica o cambio dentro da temperatura. Aínda que, en comparación co RTD, a precisión será lixeiramente menor. O rango de temperatura deste sensor varía de -200 °C a -1750 °C, pero estes son caros. Unha vez que se arrefrían ou quentan as dúas unións metálicas, pódese formar unha tensión que se pode conectar de novo á temperatura. Polo tanto, isto chámase efecto termoeléctrico. Xeralmente, estes non son caros cando os seus materiais e deseño son sinxelos. A saída do termopar depende principalmente do seu tipo, onde o termopar normal clasifícase en diferentes tipos como K, J, T, N & E, que se denominan termopares de metal base. Os termopares tipo S, B e R chámanse termopares de metal nobre e os tipos C e D chámanse termopares tipo metal refractario. O rango de temperatura dos termopares varía segundo os seus tipos, como o seguinte. O rango de temperatura dos rangos de termopares tipo "J" de 0 °C a 750 °CO rango de temperatura do termopar tipo 'K' varía de -200 °C a 1250 °CO rango de temperatura do termopar tipo 'E' varía de -200 °C a 900 °CO rango de temperatura dos rangos de termopar tipo 'T' de -250 °C a 350 °C. O rango de temperatura do termopar tipo "N" varía de 0 °C a 1250 °C. Termistores Os termistores tamén se coñecen como resistencias termosensibles están fabricadas con materiais cerámicos, como óxidos metálicos particulares que están revestidos de vidro. O principio de funcionamento do termistor é que unha vez que a temperatura aumenta, a súa resistencia aumentará.Sensor de termistor Segundo o principio, clasifícase en dous tipos, como o coeficiente de temperatura positivo (PTC) e o coeficiente de temperatura negativo (NTC). Nun coeficiente de temperatura positivo, cando a temperatura do material aumenta, entón a resistencia aumentará, mentres que en NTC, a temperatura diminúe entón a resistencia diminuirá. A resistencia do termistor aumentará cando a temperatura aumente. Este tipo de sensor de temperatura presenta un cambio previsible, preciso e enorme no cambio dunha variedade de temperaturas. O gran cambio non é nada, pero a temperatura reflectirase rapidamente e con precisión. Os termistores son máis precisos que os termopares. Estes sensores están feitos con polímeros ou cerámicas. TermostatosEste tipo de sensor inclúe un segmento bimetálico que está deseñado empregando dous metais diferentes como níquel, aluminio, cobre ou wolframio. Estes metais pódense unir conxuntamente para facer unha tira bimetálica. O principio de funcionamento principal do termostato depende da diferenza entre o coeficiente de expansión lineal dos metais. Entón, empúxaos a producir un movemento mecánico debido ao aumento da calor.TermostatoA tira bimetálica úsase como interruptor eléctrico dentro dos controis termostáticos. O amplo uso deste é para controlar os elementos de calefacción de auga quente dentro de caldeiras, depósitos de almacenamento de auga quente, fornos; sistemas de refrixeración de radiadores en vehículos, etc.RTD ou detector de temperatura resistiva O deseño dun detector de temperatura resistivo pódese facer a partir de metais condutores precisos como o platino encerrados nunha bobina. A resistencia eléctrica dun RTD cambia cando cambia a temperatura. O RTD tamén se denomina termómetro de resistencia e calcula a temperatura a través da resistencia do elemento de RTD usando a temperatura.RTDRTD ou detectores de temperatura de resistencia son a folla metálica dos termistores e estes son os tipos de sensores de temperatura máis exactos e caros. Os RTD teñen PTC (coeficientes de temperatura positivos), aínda que sexan diferentes do termistor. A saída deste é moi lineal xerando medicións de temperatura moi precisas. Os tipos comúns de detectores de temperatura resistivas están deseñados a partir de platino coñecido como PRT ou termómetro de resistencia de platino. O tipo de sensor máis frecuentemente dispoñible é Pt100, que inclúe un valor de resistencia típico como 100Ω a 0oC. ICS baseados en semicondutores. Estes tipos de circuítos integrados baseados en sensores de temperatura están dispoñibles en dous tipos diferentes, como a temperatura local e o tipo dixital remoto. O tipo IC de temperatura local úsase para calcular a súa temperatura a través das propiedades físicas do transistor. O tipo dixital remoto utilízase para calcular a temperatura exterior do transistor. Os sensores de temperatura locais usan as saídas analóxicas ou dixitais. As saídas analóxicas son de corrente ou tensión, mentres que as saídas dixitais pódense observar en diferentes formatos como SMBus, I²C, SPI e 1-Wire. Estes sensores detectan a temperatura nos PCB. Un pequeno sensor de temperatura como MAX31875 pódese usar en diferentes aplicacións baseadas en baterías. O funcionamento dos sensores de temperatura dixitais remotos é semellante aos sensores de temperatura locais que usan as propiedades físicas do transistor. A principal diferenza é que o transistor está situado lonxe do sensor IC. Algúns FPGS e microprocesadores inclúen un transistor de detección bipolar para calcular a temperatura da matriz do CI. Termómetros Un dispositivo como un termómetro úsase para calcular a temperatura de líquidos, sólidos ou gases. Como o nome suxire, é a combinación de dous termos como termo e medidor onde o termo non é máis que calor. O termómetro inclúe un fluído como o mercurio ou alcohol dentro do cilindro de vidro. A cantidade do termómetro é proporcional linealmente á temperatura. Unha vez que a temperatura aumenta, a cantidade do termómetro tamén aumenta.TermómetroCando o fluído do termómetro se quenta entón aumenta no tubo delgado. Este termómetro inclúe unha escala calibrada que especifica a temperatura. O termómetro inclúe números marcados xunto ao tubo de vidro que especifican a temperatura unha vez que a liña de mercurio chega a ese punto. Esta temperatura pódese gardar dentro destas escalas como Kelvin, Celsius ou Fahrenheit. Polo tanto, sempre é intelixente anotar a escala para a que se axusta o medidor. Sensor de temperatura sen contacto Os sensores de temperatura sen contacto ou sen contacto non entran en contacto co obxectivo. Así, calculan a temperatura usando a radiación da fonte de calor. O tipo común de sensor sen contacto é o sensor IR (infravermello) e a función principal deste é detectar a enerxía do obxecto de forma remota e xerar un sinal nun circuíto que detecta a temperatura dun obxecto mediante un plan de calibración exacto. Este tipo de medidores non están en contacto directamente co obxectivo, e calculan a cantidade de frío ou calor ao longo da radiación emitida a través da fonte de calor. Os sensores de temperatura de tipo sen contacto úsanse nunha ampla gama. Na pandemia de Covid-19, utilízase para probar a temperatura das persoas. A continuación explícanse algúns sensores de temperatura máis. Sensor de temperatura LM35 LM35 IC é un tipo de sensor de temperatura que xera un sinal analóxico como un sinal de saída. A saída deste IC cambia dependendo da temperatura que o rodea. Este tipo de IC é de tamaño moi pequeno e tamén barato. A función principal deste IC é calcular a temperatura en calquera lugar entre -55 °C -150 °C. A interface deste IC pódese facer usando calquera microcontrolador que conteña a función ADC. Este IC pódese alimentar proporcionando unha tensión regulada de + 5 V ao pin i/p e o pin GND pódese conectar á GND do circuíto. Sensor de temperatura infravermello O sensor de temperatura IR detecta sinais electromagnéticos que varían entre 700 nm e 14,000 nm. Unha vez que o espectro IR se expande ata 1,000,000 nm, estes sensores non calculan máis de 14,000 nm. O funcionamento dos sensores IR pódese facer enfocando a enerxía IR xerada a partir dun obxecto en fotodetectores. Estes fotosensores cambian a enerxía nun sinal eléctrico que é comparable á enerxía infravermella xerada a través do obxecto. Porque a enerxía IR xerada por calquera obxecto pode ser proporcional á súa temperatura. O sinal eléctrico proporciona unha lectura precisa da temperatura do obxecto. Os sinais IR son subministrados ao sensor IR a través dunha fiestra de plástico. Xeralmente, o plástico non permite que as frecuencias IR flúen por el; os sensores utilizan unha forma transparente para frecuencias específicas. Este material plástico filtra as frecuencias innecesarias para protexer a electrónica do sensor IR da sucidade, o po, etc. Sensor de temperatura da auga. Este tipo de sensor permite que a unidade de control recoñeza o sobrequecemento do motor ou un aumento anormal da temperatura. A conexión deste sensor pódese facer nos coches xunto ao termostato en función dos fabricantes. Nalgúns vehículos, hai dous tipos de sensores de temperatura; un sensor úsase para transmitir datos do sistema do motor do coche cara á unidade de control e outro úsase desde a unidade de control ao panel de control. Cando se altera a temperatura do motor do coche, tamén se pode cambiar a potencia de saída de diferenza do dispositivo e isto pódese calcular a través da unidade de control do motor. úsase principalmente para medir a temperatura do líquido de refrixeración dentro do sistema de refrixeración que dá un sinal de canta temperatura está a emitir o motor do coche. O sensor de temperatura do refrixerante funciona a través da ECU do vehículo monitorizando continuamente para confirmar que o motor do coche funciona á temperatura óptima ou non. Para obter unha lectura precisa da temperatura do coche, a ECU transmite unha tensión regulada cara ao CTS. A resistencia do sensor de temperatura do refrixerante cambia ao longo da temperatura; así é como a ECU supervisa o cambio de temperatura. A ECU utiliza esta lectura para calcular a temperatura do líquido de refrixeración e a partir de aí regula a mestura de combustible, a inxección de combustible, o tempo de ignición e os controis unha vez que o ventilador de refrixeración eléctrico está acendido/apagado. Estes datos tamén se poden usar para transmitir unha lectura precisa da temperatura do motor no panel de control.Sensor de temperatura do corpo humanoA temperatura do corpo humano como MAX30205 úsase para calcular a temperatura do corpo humano. Este sensor ten unha precisión de 0.1 °C no rango de medición de 37 °C a 39 °C e unha resolución de 16 bits. Este sensor de temperatura do corpo humano presenta unha alarma de sobretemperatura para activar un ventilador mediante a histérese de saída do sistema operativo. Este sensor cambia as medidas de temperatura a forma dixital mediante un ADC e un sigma-delta. O sensor de temperatura MAX30205 presenta tres liñas de selección de enderezos mediante 32 enderezos que se poden obter. A tensión de alimentación deste sensor varía entre 2.7 V e 3.3 V e a corrente de subministración é de 600 µA e unha interface protexida con bloqueo compatible con I2C para utilizar en varias aplicacións. Este IC pódese usar nun paquete TDFN con 8 pinos e funciona nun intervalo de temperatura de 0 NC a + 50 NC.VantaxesAs vantaxes dos sensores de temperatura inclúen as seguintes.O intervalo de temperatura é moi amplo e oscila entre -200oC e +2500oC. Non se require un circuíto de ponte. O tempo de resposta é moi rápido. Responde rapidamente unha vez que cambia a temperatura. Son sinxelos de deseñar. O custo inicial é menor. O termopar mide a temperatura no intervalo de -200 °C a +2500 °C. O CRTD mide a temperatura no intervalo de -200 °C a +850 °C. rango de -100oC a +260oC. Os sensores IC miden a temperatura no rango de -45oC – 150oC. O termopar non usa ningunha potencia adicional e son moi sinxelos de deseñar e son resistentes, de menor custo, etc. Os RTD teñen unha alta precisión, máis estable, máis lineal en comparación co termopar O funcionamento do termistor é moi rápido e proporciona unha maior saída. Os sensores IC non son caros, a saída máxima e máis lineal en comparación con outros t si.InconvenientesAs desvantaxes do sensor de temperatura inclúen as seguintes.Os inconvenientes dos termopares son; mínima estabilidade, non linealidade, baixa tensión, referencia requirida, sensibilidade, etc. Os inconvenientes do RTD son; caro, a resistencia absoluta é loess, a fonte de corrente necesaria non é forte en comparación co termopar. Os inconvenientes do termistor son; fonte de corrente necesaria, autoquecemento, fráxil, non linealidade, soporte limitado, etc. Os inconvenientes do sensor IC son; O funcionamento é lento, a subministración de enerxía necesaria, o autoquecemento, as configuracións son limitadas, a temperatura é de ata 150oC, etc. AplicaciónsAs aplicacións dos sensores de temperatura inclúen as seguintes. Estes utilízanse en motores eléctricos, placas de superficie, electrodomésticos, ordenadores, equipos en industrias. , radiadores eléctricos de quecemento, produción de alimentos, alcoholímetro, etc. Algunhas aplicacións máis dos sensores de temperatura inclúen tránsito, enerxía e servizos públicos, climatización, intercambiadores de calor, calibración e instrumentación, procesos industriais, perforación, sistemas de calefacción, enerxía, laboratorio, etc. Os sensores utilízanse para controlar a temperatura dun motor e controlar o funcionamento do motor. A temperatura da perforación pode ser controlada polo operador de perforación dentro das aplicacións da xeotérmica. Estes sensores úsanse para salvar os cables eléctricos de queimaduras por sobrequecemento. A temperatura da auga. pode ser verificado polo usuario para que o quentador de auga poida ser controlado para conservar a enerxía. O operador pode cont rola a temperatura do rodamento e do aceite do motor. A temperatura ambiente pódese controlar a través deste sensor operando o sistema de refrixeración. Polo tanto, trátase dunha visión xeral do sensor de temperatura e do seu funcionamento. Os sensores de temperatura aplícanse principalmente en dispositivos médicos, aparellos de cociña, automóbiles, ordenadores e outros tipos de maquinaria.

Deixar unha mensaxe 

Lista de mensaxes