Przewodnik po wyborze czujnika temperatury

Wybór czujnika temperatury wymaga więcej uwagi niż wybór innych typów czujników.Przede wszystkim konstrukcja czujnika musi być tak dobrana, aby temperatura mierzonego płynu lub mierzonej powierzchni mogła zostać osiągnięta w określonym czasie pomiaru elementu czułego.Wyjście czujnika temperatury to tylko temperatura wrażliwego elementu.W rzeczywistości często trudno jest zapewnić, że temperatura wskazywana przez czujnik jest temperaturą mierzonego obiektu.

W większości przypadków przy doborze czujników temperatury należy wziąć pod uwagę następujące aspekty:
(1) Czy temperatura mierzonego obiektu musi być rejestrowana, alarmowana i automatycznie kontrolowana oraz czy musi być mierzona i przesyłana zdalnie.
(2) Wymagania dotyczące wielkości i dokładności zakresu pomiaru temperatury.
(3) Czy rozmiar elementu do pomiaru temperatury jest odpowiedni.
(4) Gdy temperatura mierzonego obiektu zmienia się z czasem, czy histereza elementu do pomiaru temperatury może spełnić wymagania dotyczące pomiaru temperatury.
(5) Czy warunki środowiskowe mierzonego obiektu uszkadzają element pomiarowy temperatury.
(6) Jaka jest cena i czy jest wygodny w użyciu.

Temperatura płynu w zbiorniku jest zwykle mierzona za pomocą termopary lub sondy termooporowej, ale gdy żywotność całego systemu jest znacznie dłuższa niż oczekiwana żywotność sondy lub sonda jest często usuwana do kalibracji lub naprawy nie można go umieścić na pojemniku.Podczas otwierania na ścianie zbiornika można zamontować stałą osłonę termometryczną.Zastosowanie osłon termometrycznych znacznie wydłuży stałą czasową pomiaru.Gdy temperatura zmienia się bardzo powoli, a błąd przewodności cieplnej jest mały, osłona nie wpłynie na dokładność pomiaru, ale jeśli temperatura zmienia się bardzo szybko, wrażliwy element nie może śledzić gwałtownej zmiany temperatury, a błąd przewodności cieplnej może wzrosnąć ponownie, zmierz Dokładność zostanie naruszona.Dlatego konieczne jest zważenie dwóch czynników: łatwości konserwacji i dokładności pomiaru.

Wszystkie materiały termopary lub sondy termooporowej powinny być kompatybilne z płynem, który może mieć z nimi kontakt.Używając sond z odsłoniętym elementem, należy wziąć pod uwagę zdolność adaptacji materiałów (wrażliwych elementów, przewodów łączących, wsporników, częściowych osłon ochronnych itp.), które mają kontakt z mierzonym płynem.Używając osłon termometrycznych, wystarczy wziąć pod uwagę materiał rękawa..

Termistory rezystancyjne są zwykle hermetycznie zamknięte, gdy są zanurzone w cieczach i większości gazów, a przynajmniej muszą być pokryte powłoką.Nieosłonięte elementy oporowe nie mogą być zanurzane w płynach przewodzących lub zanieczyszczonych.Gdy wymagana jest szybka reakcja, można je wykorzystać do osuszania powietrza oraz ograniczonej liczby gazów i niektórych cieczy.Jeśli element oporowy jest używany w płynie stojącym lub wolno płynącym, zwykle musi być przykryty pewnego rodzaju obudową w celu ochrony mechanicznej.

Gdy rury, przewodu lub pojemnika nie można otworzyć lub otwarcie jest zabronione, tak że nie można użyć sondy lub osłony termometrycznej, pomiar można przeprowadzić poprzez zaciśnięcie lub zamocowanie czujnika temperatury powierzchni na zewnętrznej ściance.Aby zapewnić odpowiednią dokładność pomiaru, czujnik musi być izolowany termicznie od otaczającej atmosfery i od źródła promieniowania cieplnego, a przewodzenie ciepła od ściany do czułego elementu musi być optymalnie zaprojektowane i zainstalowane przez czujnik.

Mierzony materiał stały może być metaliczny lub niemetaliczny, a każdy rodzaj czujnika temperatury powierzchni zmieni w pewnym stopniu właściwości materiałowe powierzchni lub podpowierzchni mierzonego obiektu.Dlatego czujnik i sposób jego montażu muszą być odpowiednio dobrane, aby zminimalizować te zakłócenia.Idealny czujnik powinien być wykonany w całości z tego samego materiału co mierzone ciało stałe i zintegrowany z materiałem, aby cechy konstrukcyjne punktu pomiarowego lub jego otoczenia w żaden sposób nie uległy zmianie.Dostępnych jest wiele takich czujników, w tym rezystancyjne (cienkowarstwowa rezystancja termiczna, czujnik temperatury) oraz termopary cienkowarstwowe i cienkoprzewodowe.Użyj wbudowanego małego czujnika lub gwintowanej wkładki do pomiaru temperatury powierzchni jadeitu.Zewnętrzna krawędź zatopionego urządzenia do transferu soli lub wkładki powinna być wyrównana z zewnętrzną powierzchnią mierzonego materiału.Materiał wkładki powinien być taki sam jak materiał testowany, a przynajmniej bardzo podobny.Używając czujnika spryskiwacza, należy zwrócić uwagę, aby temperatura osiągnięta przez spryskiwacz była jak najbardziej zbliżona do temperatury mierzonej.

Wybór czujnika temperatury opiera się głównie na zakresie pomiarowym.Gdy oczekuje się, że zakres pomiarowy mieści się w zakresie całkowitym, można zastosować platynowe czujniki rezystancyjne.Węższy zakres zwykle wymaga, aby czujnik miał dość wysoką rezystancję podstawową w celu uzyskania wystarczająco dużej zmiany rezystancji.Wystarczająco duża zmiana rezystancji zapewniana przez czujnik temperatury sprawia, że ​​te wrażliwe komponenty są bardzo odpowiednie dla wąskich zakresów pomiarowych.Jeśli zakres pomiarowy jest dość duży, bardziej odpowiednie są termopary.Najlepiej w tym zakresie uwzględnić temperaturę zamarzania, ponieważ tabela indeksu termopar opiera się na tej temperaturze.Liniowość czujnika w znanym zakresie może być również wykorzystana jako dodatkowy warunek do wyboru czujnika.

Czas odpowiedzi jest zwykle wyrażany przez stałą czasową, która jest kolejną podstawową podstawą doboru czujnika.Podczas monitorowania temperatury w zbiorniku stała czasowa ma mniejsze znaczenie.Jednak gdy temperatura w drgającej rurze musi być mierzona podczas użytkowania, stała czasowa staje się decydującym czynnikiem przy wyborze czujnika.Stałe czasowe perełkowych czujników temperatury i zbrojonych termopar odsłoniętych są dość małe, podczas gdy sondy zanurzeniowe, zwłaszcza termopary z osłonami ochronnymi, mają stosunkowo duże stałe czasowe.

Pomiar temperatury dynamicznej jest bardziej skomplikowany.Tylko poprzez wielokrotne testowanie i symulowanie warunków, które często występują podczas używania czujnika, tak blisko, jak to możliwe, można uzyskać rozsądne przybliżenie dynamicznej wydajności czujnika.

Zasada działania czujnika temperatury o ujemnym współczynniku temperaturowym NTC

NTC to skrót od Negative Temperature Coefficient, co oznacza ujemny współczynnik temperaturowy.Ogólnie odnosi się do materiałów lub komponentów półprzewodnikowych o dużym ujemnym współczynniku temperaturowym.Tak zwany czujnik temperatury NTC jest czujnikiem temperatury o ujemnym współczynniku temperaturowym.Wykonany jest z tlenków metali takich jak mangan, kobalt, nikiel i miedź jako głównych materiałów i wykonany w technologii ceramicznej.Te materiały z tlenków metali mają właściwości półprzewodnikowe, ponieważ są całkowicie podobne do materiałów półprzewodnikowych, takich jak german i krzem pod względem przewodnictwa.Gdy temperatura jest niska, liczba nośników (elektronów i dziur) tych materiałów tlenkowych jest niewielka, więc ich wartość oporu jest wyższa;wraz ze wzrostem temperatury wzrasta liczba nośników, więc wartość rezystancji maleje.Czujnik temperatury NTC ma zakres od 100 do 1 000 000 omów w temperaturze pokojowej, przy współczynniku temperaturowym od -2% do -6,5%.Czujnik temperatury NTC może być szeroko stosowany w pomiarach temperatury, kompensacji temperatury, tłumieniu prądów udarowych i innych okazjach.