तापमान सेंसर का वर्गीकरण

तापमान सेंसर का उपयोग ऑटोमोबाइल, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, घरेलू उपकरणों और अन्य उत्पादों में किया जाता है। तापमान संवेदन तत्वों की विशेषताओं के अनुसार, उन्हें मुख्य रूप से थर्मिस्टर्स, थर्मोकपल और प्रतिरोध तापमान डिटेक्टरों में विभाजित किया गया है जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। उनकी माप तापमान सीमा, माप सटीकता और लागत अलग-अलग हैं।

सबसे पहले, थर्मिस्टर्स, थर्मोकपल और प्रतिरोध तापमान डिटेक्टरों की तुलना करने वाला एक त्वरित चार्ट

उपरोक्त तुलना के माध्यम से, हर कोई कई तापमान माप समाधानों के बीच अंतर को आसानी से समझ सकता है, और ये अंतर विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों को भी निर्धारित करते हैं। थर्मोकपल और आरटीडी समाधानों में तापमान माप की एक विस्तृत श्रृंखला होती है और इनका उपयोग करना जटिल होता है, इसलिए वे मूल रूप से औद्योगिक अनुप्रयोगों तक ही सीमित होते हैं। थर्मिस्टर्स एनटीसी का उनकी कम लागत और अपेक्षाकृत आसान उपयोग के कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।उदाहरण के लिए, कारों में पानी का तापमान, तेल का तापमान, इंजन सेवन तापमान, सिलेंडर तापमान और निकास तापमान सभी एनटीसी अनुप्रयोग वातावरण हैं।

thermistor

थर्मिस्टर एक सेंसर अवरोधक है जिसका प्रतिरोध मान तापमान के साथ बदलता है। तापमान गुणांक के अनुसार, इसे सकारात्मक तापमान गुणांक थर्मिस्टर (पीटीसी थर्मिस्टर) और नकारात्मक तापमान गुणांक थर्मिस्टर (एनटीसी थर्मिस्टर) में विभाजित किया गया है। पीटीसी थर्मिस्टर का प्रतिरोध मान तापमान बढ़ने के साथ बढ़ता है, जबकि एनटीसी थर्मिस्टर का प्रतिरोध मान तापमान बढ़ने के साथ घटता है। वे दोनों अर्धचालक उपकरण हैं। अधिकांश थर्मिस्टर्स में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, और कुछ में सकारात्मक तापमान गुणांक होता है। थर्मिस्टर्स आमतौर पर सिरेमिक सामग्री से बने होते हैं, जैसे निकल, मैंगनीज या कोबाल्ट के ऑक्साइड ग्लास में चढ़ाए जाते हैं, जिससे उन्हें नुकसान पहुंचाना बहुत आसान हो जाता है। स्नैप-एक्शन प्रकार की तुलना में, उनका मुख्य लाभ तापमान, सटीकता और दोहराव में किसी भी बदलाव के प्रति उनकी प्रतिक्रिया की गति है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है।

मुख्य विशेषताएं:

①उच्च संवेदनशीलता, इसका प्रतिरोध तापमान गुणांक धातु की तुलना में 10 से 100 गुना अधिक है, और 10-6 ℃ के तापमान परिवर्तन का पता लगा सकता है;

②व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज, सामान्य तापमान उपकरण -55℃ से 315℃ के लिए उपयुक्त हैं, उच्च तापमान वाले उपकरण 315℃ (वर्तमान में 2000℃ तक) से अधिक तापमान के लिए उपयुक्त हैं, और कम तापमान वाले उपकरण -273℃ से -55 के लिए उपयुक्त हैं। ℃;

③ छोटे आकार, जीवों में अंतराल, गुहाओं और रक्त वाहिकाओं के तापमान को मापने में सक्षम जिन्हें अन्य थर्मामीटर माप नहीं सकते हैं;

④ उपयोग में आसान, प्रतिरोध मान को 0.1 और 100kΩ के बीच मनमाने ढंग से चुना जा सकता है;

⑤ जटिल आकृतियों में संसाधित करना आसान है और बड़े पैमाने पर उत्पादित किया जा सकता है;

⑥ अच्छी स्थिरता और मजबूत अधिभार क्षमता।

चित्र 3 यहपीटीसी थर्मिस्टर ट्रांसड्यूसर विनिमेय है और इसमें तीव्र प्रतिक्रिया विशेषताएँ हैं। KTY84 चिप में रैखिकता और दीर्घकालिक स्थिरता है और इसका उपयोग डीजल इंजेक्शन सिस्टम, तेल तापमान माप, इंजन कूलिंग सिस्टम आदि में किया जा सकता है।

थर्मोकपल

थर्मोकपल तापमान मापने वाले उपकरणों में आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला तापमान मापने वाला तत्व है। यह सीधे तापमान को मापता है और तापमान संकेतों को थर्मोइलेक्ट्रिक संभावित संकेतों में परिवर्तित करता है, जिन्हें फिर विद्युत उपकरणों (द्वितीयक उपकरणों) के माध्यम से मापा माध्यम के तापमान में परिवर्तित किया जाता है। उनके पास व्यापक तापमान संचालन सीमा, विश्वसनीयता, सटीकता, सरलता और संवेदनशीलता है। इसका मुख्य कारण उनका छोटा आकार है। थर्मोकपल में सभी तापमान सेंसरों की तुलना में सबसे व्यापक तापमान रेंज होती है, -200 ℃ से नीचे से लेकर 2000 ℃ से ऊपर तक।

विभिन्न थर्मोकपल की उपस्थिति अक्सर जरूरतों के कारण बहुत भिन्न होती है, लेकिन उनकी मूल संरचना लगभग एक जैसी होती है। वे आम तौर पर मुख्य भागों जैसे गर्म इलेक्ट्रोड, इन्सुलेट आस्तीन सुरक्षा ट्यूब और जंक्शन बक्से से बने होते हैं। इनका उपयोग आम तौर पर प्रदर्शन उपकरणों, रिकॉर्डिंग उपकरणों और इलेक्ट्रॉनिक नियामकों के संयोजन में किया जाता है।

चित्र 4 में लाल और नीले खंड दो अलग-अलग सामग्रियां हैं। वह कंडक्टर या अर्धचालक जो थर्मोकपल बनाता है उसे हॉट इलेक्ट्रोड कहा जाता है। जिस सिरे को एक साथ वेल्ड किया गया है उसे तापमान माप स्थल में डाला जाएगा और कार्यशील अंत बन जाएगा, और दूसरे सिरे को ठंडा अंत कहा जाता है, जो संदर्भ अंत के रूप में कार्य करता है। यदि दोनों सिरों पर तापमान अलग-अलग हैं, तो यह तापमान अंतर कंडक्टर या अर्धचालक के अन्य दो सिरों पर थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता उत्पन्न करने का कारण बनेगा, जिसे वोल्टेज सैंपलिंग का उपयोग करके संबंधित तापमान में परिवर्तित किया जा सकता है।

मुख्य विशेषताएं:

1. सरल संयोजन और आसान प्रतिस्थापन;
2. अच्छे आघात प्रतिरोध के साथ संपीड़न स्प्रिंग प्रकार तापमान संवेदन तत्व;
3. उच्च माप सटीकता;
4. बड़ी माप सीमा (-200℃～1300℃, -270℃～2800℃ विशेष परिस्थितियों में);
5. तेज़ तापीय प्रतिक्रिया समय;
6. उच्च यांत्रिक शक्ति और अच्छा दबाव प्रतिरोध;
7. 2800 डिग्री तक उच्च तापमान प्रतिरोध;
8. लंबी सेवा जीवन.

आवेदन पत्र:

थर्मोकपल -200℃ से 2300℃ तक, अत्यधिक उच्च और निम्न तापमान रेंज में काम कर सकते हैं। इसलिए,थर्मोकपल ने व्यापक तापमान रेंज की माप आवश्यकताओं में व्यापक अनुप्रयोग पाया है, जैसे धातु विज्ञान, मशीनरी, रसायन उद्योग और अन्य औद्योगिक क्षेत्रों के साथ-साथ गर्मी उपचार, कांच निर्माण, आदि।

चित्र 5 यहएन-प्रकार थर्मोकपल सेंसर इसमें अच्छी रैखिकता, बड़ी थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता, उच्च संवेदनशीलता, अच्छी स्थिरता और एकरूपता, मजबूत एंटी-ऑक्सीडेशन प्रदर्शन, कम कीमत के फायदे हैं और यह छोटी दूरी के ऑर्डर से प्रभावित नहीं होता है। इसका उपयोग डीजल इंजन एग्जॉस्ट आफ्टर-ट्रीटमेंट सिस्टम में किया जा सकता है।

प्रतिरोधक तापमान डिटेक्टर (आरटीडी)

आरटीडी एक उच्च शुद्धता प्रवाहकीय धातु जैसे प्लैटिनम, तांबा, या निकल से बना सटीक तापमान सेंसर है जो एक कुंडल में लपेटा जाता है। आरटीडी का प्रतिरोध परिवर्तन थर्मिस्टर के समान होता है। पतली फिल्म आरटीडी भी उपलब्ध है. इन उपकरणों में सफेद सिरेमिक सब्सट्रेट पर प्लैटिनम पेस्ट की एक पतली परत जमा होती है। आरटीडी कुछ हद तक थर्मोइलेक्ट्रिक कनवर्टर की तरह काम करता है, जो तापमान परिवर्तन को वोल्टेज परिवर्तन में परिवर्तित करता है। प्लैटिनम, तांबा, या निकल का प्रतिरोध-तापमान संबंध चित्र 6 में दिखाया गया है। उनके पास एक बड़ा तापमान गुणांक है, तापमान परिवर्तन पर तुरंत प्रतिक्रिया करते हैं, थर्मल थकान के प्रतिरोधी होते हैं, और आसानी से सटीक कॉइल में मशीनीकृत होते हैं।

प्रतिरोधक तापमान डिटेक्टरों में एक सकारात्मक तापमान गुणांक (पीटीसी) होता है, लेकिन थर्मिस्टर्स के विपरीत, उनका आउटपुट बहुत रैखिक होता है, जो बहुत सटीक तापमान माप उत्पन्न करता है। आरटीडी सबसे सटीक और स्थिर तापमान ट्रांसड्यूसर हैं। वे थर्मोकपल और थर्मिस्टर्स की तुलना में बेहतर रैखिक हैं। हालाँकि, आरटीडी भी धीमी प्रतिक्रिया देने वाले और अधिक महंगे तापमान सेंसर हैं। इसलिए, आरटीडी उन अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त हैं जहां सटीकता महत्वपूर्ण है, लेकिन गति और कीमत महत्वपूर्ण नहीं हैं।

चित्र 7 यह आरटीडी पीटी200 ईजीटी सेंसर इसमें मानकीकृत रैखिक विशेषता वक्र, उच्च स्थिरता और विश्वसनीयता और क्षणिक परिस्थितियों में कम प्रतिक्रिया समय की विशेषताएं हैं। इसका उपयोग डीपीएफ/जीपीएफ सिस्टम को नियंत्रित और मॉनिटर करने, हेवी-ड्यूटी डीजल इंजन एससीआर सिस्टम की निगरानी करने और टर्बोचार्जर तापमान-संवेदनशील घटकों की सुरक्षा के लिए किया जा सकता है।

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