Kas ir temperatūras sensors

Temperatūras sensors ir sensors, kas var uztvert temperatūru un pārvērst to izmantojamā izejas signālā. Temperatūras sensors ir temperatūras mērīšanas instrumenta galvenā daļa. Saskaņā ar mērīšanas metodi to var iedalīt kontakta tipa un bezkontakta veidā, un atbilstoši sensoru materiālu un elektronisko komponentu īpašībām to var iedalīt termiskajā pretestībā un termopārā.

Kontakta veids

Kontakta temperatūras sensora noteikšanas daļai ir labs kontakts ar izmērīto objektu, ko sauc arī par termometru.
Termometri sasniedz siltuma līdzsvaru ar vadītspēju vai konvekciju, lai termometra vērtība varētu tieši atspoguļot izmērītā objekta temperatūru. Parasti mērījumu precizitāte ir augstāka. Termometrs var arī izmērīt temperatūras sadalījumu objekta iekšienē noteiktā temperatūras diapazonā. Bet kustīgam ķermenim mazs mērķis vai objekta maza siltuma jauda radīs lielu mērījumu kļūdu, parasti izmantotais termometrs bimetāla termometrs, stikla šķidruma termometrs, spiediena termometrs, pretestības termometrs, termistors un termopāris. Tos plaši izmanto rūpniecībā, lauksaimniecībā, tirdzniecībā un citās nozarēs. Cilvēki bieži izmanto šos termometrus savā ikdienas dzīvē. Plaši pielietojot kriogēno tehnoloģiju valsts aizsardzības inženierzinātnēs, kosmosa tehnoloģijā, metalurģijā, elektronikā, pārtikā, medicīnā, naftas ķīmijā un citās nozarēs un supravadītspējas tehnoloģiju izpētē, ir izstrādāts kriogēnais termometrs temperatūras mērīšanai zem 120K. Piemēram, zemas temperatūras gāzes termometrs, tvaika spiediena termometrs, akustiskais termometrs, paramagnētiskais sāls termometrs, kvantu termometrs, zemas temperatūras termiskā pretestība un zemas temperatūras termopāris. Zemas temperatūras termometram ir nepieciešams neliels temperatūras sensora elementa izmērs, augsta precizitāte, laba atkārtošanās un stabilitāte. Karburizētā stikla pretestība, kas izgatavota no poraina augstas silīcija dioksīda stikla karburēšanas saķepināšanas, ir zemas temperatūras termometra temperatūras sensora elements, ko var izmantot temperatūras mērīšanai diapazonā no 1,6 līdz 300 K.

Bezkontakta veids
Tā jutīgais elements un izmērītais objekts nesaskaras, ko sauc arī par bezkontakta termometra galdu. Instrumentu var izmantot, lai mērītu virsmas temperatūru kustīgiem objektiem, maziem mērķiem un objektiem ar mazu siltuma jaudu vai strauju temperatūras maiņu (pārejošu). To var izmantot arī temperatūras lauka temperatūras sadalījuma mērīšanai.

Visbiežāk izmantotie bezkontakta termometri ir balstīti uz melnā ķermeņa starojuma pamatlikumiem, un tos sauc par radiometriskajiem termometriem. Radiācijas termometrija ietver spilgtuma metodi (skatīt optisko pirometru), starojuma metodi (sk. starojuma pirometru) un kolorimetrisko metodi (sk. kolorimetrisko termometru). Visu veidu starojuma temperatūras mērīšanas metodes var izmērīt tikai atbilstošo spilgtuma temperatūru, starojuma temperatūru vai kolorimetrisko temperatūru.

Bezkontakta temperatūras mērīšanas priekšrocības: mērījuma augšējo robežu neierobežo temperatūras sensora elementa temperatūras pretestības pakāpe, tāpēc principā nav ierobežojumu maksimālajai izmērāmajai temperatūrai. Augstai temperatūrai virs 1800 grādiem galvenokārt tiek izmantota bezkontakta temperatūras mērīšana. Attīstoties infrasarkanajai tehnoloģijai, starojuma temperatūras mērīšana ir pakāpeniski paplašinājusies no redzamās gaismas uz infrasarkano staru, un tā ir izmantota no 700 grādiem līdz istabas temperatūrai ar augstu izšķirtspēju.