Taková zařízení jsou dnes přítomna v naprosté většině technologií. Pro měření tohoto indikátoru pro jakýkoli předmět nebo látku jsou navrženy různé typy snímačů teploty. Pro výpočet hodnoty se používají různé charakteristiky cílových těles nebo prostředí, ve kterém se nacházejí.
Klasifikace podle principu fungování
Všechny tepelné senzory jsou rozděleny do šesti hlavních typů podle principu jejich činnosti:
- pyrometric;
- piezoelektrický;
- tepelně odolný;
- acoustic;
- termoelektrické;
- semiconductor.
Obecný princip činnosti a schéma teplotních senzorů se v každém případě budou mírně lišit. Všechny varianty provedení však mohou rozlišovat některé stejné znaky. Navíc je v dané situaci vhodné použít přesně určité typy tepelných senzorů.
Pyrometry nebo termokamery
Jinak je lze nazvat bezkontaktní. Pracovní schématohoto typu teplotních čidel spočívá v tom, že snímají teplo z ohřívaných těles, na která jsou zaměřena. Pozitivním bodem této odrůdy je, že není potřeba přímého kontaktu a přístupu k prostředí měření. Odborníci tak mohou snadno určit teplotní indikátory velmi horkých předmětů mimo poloměr jejich nebezpečné blízkosti.
Pyrometry se zase dělí na několik druhů, mezi které patří interferometrické a fluorescenční, stejně jako senzory, které fungují na principu změny barvy roztoku v závislosti na tom, jaká byla naměřena teplota.
Piezoelektrické senzory
V tomto případě je základní schéma práce pouze jedno. Taková zařízení fungují díky křemennému piezorezonátoru. Princip činnosti a obvod snímače teploty jsou následující. Piezoefekt, který zahrnuje změnu velikosti použitého piezoelektrického prvku, je vystaven určitému elektrickému proudu.
Podstata práce je docela jednoduchá. Vlivem střídavého napájení elektrického proudu s různými fázemi, ale stejnou frekvencí, dochází k oscilacím piezoelektrického generátoru, jejichž frekvence závisí v tomto případě na konkrétní naměřené teplotě tělesa nebo prostředí. Výsledkem je, že přijaté informace jsou interpretovány do konkrétních hodnot ve stupních Celsia nebo Fahrenheita. Tento typ má jednu z nejvyšších přesností měření. Piezoelektrická verze se navíc používá v situacích, kdy je vyžadována odolnost zařízení, např.ve snímačích teploty vody.
Termoelektrické nebo termočlánky
Poměrně běžný způsob měření. Základním principem činnosti je výskyt elektrického proudu v uzavřených obvodech vodičů nebo polovodičů. V tomto případě se pájecí body musí nutně lišit v ukazatelích teploty. Jeden konec je umístěn v prostředí, kde potřebujete měřit, a druhý se používá k měření. Proto je tato možnost považována za vzdálené teplotní čidlo.
Samozřejmě to mělo nějaké nevýhody. Nejvýznamnější z nich lze nazvat velmi velkou chybou měření. Z tohoto důvodu se tato metoda zřídka používá v mnoha technologických odvětvích, kde je takové šíření hodnot prostě nepřijatelné. Příkladem je snímač pro měření teploty pevných látek "TSP Metron-246". Aktivně jej využívají hutní podniky ve výrobě pro kontrolu tohoto parametru u ložisek. Zařízení je vybaveno analogovým výstupním signálem pro čtení a rozsah měření je -50 až +120 stupňů Celsia.
Termistorové senzory
Princip působení lze posoudit již podle názvu tohoto typu. Provoz takového snímače teploty podle schématu lze popsat následovně: měří se odpor vodiče. Robustní design v kombinaci s velmi vysokou přesnostípřijaté informace. Tato zařízení se také vyznačují poměrně vysokou citlivostí, která umožňuje snížit krok měření hodnot a jednoduchost čtecích prvků usnadňuje jejich ovládání.
Například můžeme zmínit snímač 700-101BAA-B00, který má počáteční odpor 100 ohmů. Jeho měřicí rozsah je od -70 do 500 stupňů Celsia. Konstrukce je sestavena z niklových kontaktů a platinových desek. Tento typ je nejrozšířenější v průmyslových zařízeních a široké škále elektroniky.
Akustické senzory
Mimořádně jednoduchá zařízení, která měří rychlost zvuku v různých prostředích. Je známo, že tento parametr do značné míry závisí na teplotě. V tomto případě je třeba vzít v úvahu i další parametry měřeného média. Jedním z případů použití je měření teploty vody. Senzor poskytuje data, na základě kterých můžete provést výpočet, ke kterému potřebujete znát i prvotní informace o měřeném médiu.
Výhodou této metody je možnost použití v uzavřených nádobách. Obvykle se používá tam, kde není přímý přístup k měřenému médiu. Hlavními spotřebitelskými oblastmi této metody jsou z přirozených důvodů medicína a průmysl.
Polovodičové senzory
Princip činnosti takových zařízení je měnit charakteristiky p-n a jejichpřechod pod vlivem teploty. Přesnost měření je velmi vysoká. To je zajištěno konstantní závislostí napětí na tranzistoru na aktuální teplotě. Zařízení je navíc poměrně levné a snadno se vyrábí.
Jako příklad takového snímače teploty může perfektně posloužit zařízení LM75A. Rozsah měření je od -55 do +150 stupňů Celsia a chyba není větší než dva stupně. Má také poměrně malý krok v řádu 0,125 stupně Celsia. Napájecí napětí se pohybuje od 2,5 do 5,5 V, přičemž doba konverze signálu nepřesáhne jednu desetinu sekundy.
