Bagaimana cara kerja berbagai jenis sensor suhu? Penjelasan dengan kata-kata sederhana

  • Dec 14, 2020
click fraud protection

Kontrol suhu ada di mana-mana dalam proses manufaktur, memungkinkan Anda memilih mode operasi yang sesuai atau melacak perubahan kondisi material. Pengaturan suhu sama pentingnya saat menyalakan oven di dapur dan di tanur sembur saat melelehkan baja, dan penyimpangan dari pengoperasian normal dapat menyebabkan kecelakaan dan cedera pada manusia. Untuk menghindari konsekuensi yang tidak menyenangkan dan untuk memastikan kemungkinan mengatur derajat pemanasan, sensor suhu digunakan.

Termoelektrik

Sensor termoelektrik didasarkan pada prinsip termokopel (lihat. Gambar 1) - semua logam memiliki valensi tertentu (jumlah elektron bebas pada orbit atom terluar yang tidak terlibat dalam ikatan kaku). Ketika terpapar faktor eksternal yang memberikan energi tambahan ke elektron bebas, mereka dapat meninggalkan atom, menciptakan pergerakan partikel bermuatan. Dalam kasus penggabungan dua logam dengan potensial berbeda untuk pelepasan elektron dan pemanasan sambungan selanjutnya, perbedaan potensial akan muncul, yang disebut efek Seebeck.

instagram viewer
Angka: 1. Perangkat termokopel
Angka: 1. Perangkat termokopel

Semikonduktor

Mereka dibuat berdasarkan kristal dengan karakteristik tegangan arus tertentu. Sensor suhu seperti itu beroperasi dalam mode sakelar semikonduktor, mirip dengan transistor bipolar klasik, di mana tingkat pemanasan sebanding dengan pasokan potensial ke basis. Saat suhu naik, sensor semikonduktor akan mulai memberikan nilai arus yang lebih tinggi. Sebagai aturan, semikonduktor itu sendiri tidak digunakan untuk mengukur pemanasan, tetapi dihubungkan melalui rangkaian penguat (lihat. Gambar 2).

Angka: 2. Menghubungkan sensor semikonduktor melalui amplifier

Mereka menampilkan berbagai pengukuran dan kemampuan untuk menyesuaikan sensor sesuai dengan parameter pengoperasian peralatan. Mereka adalah tipe presisi tinggi, sedikit bergantung pada durasi pengoperasian. Mereka memiliki dimensi kecil, sehingga mudah dipasang di sirkuit, elemen radio, dll.

Pyrometric

Mereka bekerja dengan mengorbankan sensor khusus - pirometer, yang memungkinkan menangkap fluktuasi suhu sekecil apa pun dari permukaan kerja objek apa pun. Secara langsung, elemen penginderaan itu sendiri adalah matriks yang merespons frekuensi tertentu dari rentang suhu. Prinsip ini menjadi dasar pengukuran dengan termometer non-kontak, yang tersebar luas selama perang melawan virus corona. Selain itu, penggunaannya secara aktif digunakan untuk kontrol pencitraan termal elemen struktural, peralatan, bangunan, dan struktur.

Angka: 3. Prinsip pengoperasian sensor pyrometric

Termoresistif

Sensor suhu semacam itu dibuat berdasarkan termistor - perangkat dengan ketergantungan resistansi tertentu pada tingkat pemanasan bahan dasar. Saat suhu naik, konduktivitas resistor juga berubah, sehingga Anda dapat memantau keadaan benda yang diinginkan.

Kerugian utama dari sensor termoresistif adalah kisaran kecil dari suhu yang diukur, tetapi itu mampu memberikan langkah pengukuran yang baik dan akurasi tinggi dalam sepersepuluh dan seperseratus derajat Celsius. Karena itu, mereka sering dimasukkan ke dalam rangkaian menggunakan penguat yang memperluas batas pengoperasian.

Akustik

Sensor suhu akustik beroperasi berdasarkan prinsip penentuan kecepatan transmisi suara tergantung pada suhu material atau permukaan. Sensor itu sendiri membandingkan kecepatan suara yang dihasilkan oleh sumbernya, yang akan berbeda tergantung pada tingkat pemanasan (lihat. Gambar 4). Jenis ini non-kontak dan memungkinkan Anda melakukan pengukuran di tempat yang sulit dijangkau atau di objek berisiko tinggi.

Angka: 4. Sensor suhu suara

Piezoelektrik

Pengoperasian sensor didasarkan pada efek rambat getaran kristal kuarsa saat arus listrik lewat. Tetapi, bergantung pada suhu lingkungan, frekuensi osilasi kristal juga akan berubah. Prinsip pengaturan perubahan suhu terdiri dari pengukuran frekuensi getaran dan kemudian membandingkannya dengan kalibrasi yang telah ditetapkan dari peringkat untuk suhu yang berbeda.