การจำแนกประเภทของเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิใช้ในรถยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องใช้ในครัวเรือน และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ตามลักษณะขององค์ประกอบการตรวจจับอุณหภูมิ ส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็นเทอร์มิสเตอร์ เทอร์โมคัปเปิล และเครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทานดังแสดงในรูปที่ 1 ช่วงอุณหภูมิการวัด ความแม่นยำในการวัด และราคาแตกต่างกัน

ขั้นแรก ให้ดูแผนภูมิสั้นๆ เปรียบเทียบเทอร์มิสเตอร์ เทอร์โมคัปเปิล และเครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทาน

จากการเปรียบเทียบข้างต้น ทุกคนสามารถเข้าใจความแตกต่างระหว่างโซลูชันการวัดอุณหภูมิต่างๆ ได้ และความแตกต่างเหล่านี้ยังกำหนดสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันอีกด้วย สารละลายเทอร์โมคัปเปิลและ RTD มีช่วงการวัดอุณหภูมิที่กว้างและมีความซับซ้อนในการใช้งาน ดังนั้นจึงจำกัดเฉพาะการใช้งานทางอุตสาหกรรมเท่านั้น เทอร์มิสเตอร์ NTC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีต้นทุนต่ำและใช้งานง่ายตัวอย่างเช่น อุณหภูมิของน้ำ อุณหภูมิน้ำมัน อุณหภูมิไอดีของเครื่องยนต์ อุณหภูมิกระบอกสูบ และอุณหภูมิไอเสียในรถยนต์ ล้วนเป็นสภาพแวดล้อมการใช้งาน NTC

เทอร์มิสเตอร์

เทอร์มิสเตอร์คือตัวต้านทานเซ็นเซอร์ซึ่งค่าความต้านทานจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ ตามค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแบ่งออกเป็นเทอร์มิสเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวก (เทอร์มิสเตอร์ PTC) และเทอร์มิสเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบ (เทอร์มิสเตอร์ NTC) ค่าความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์ PTC จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่ค่าความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์ NTC จะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ทั้งคู่เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เทอร์มิสเตอร์ส่วนใหญ่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นลบ และบางตัวมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นบวก เทอร์มิสเตอร์มักทำจากวัสดุเซรามิก เช่น ออกไซด์ของนิกเกิล แมงกานีส หรือโคบอลต์ที่ชุบในแก้ว ซึ่งทำให้เสียหายได้ง่ายมาก เมื่อเปรียบเทียบกับประเภท snap-action ข้อได้เปรียบหลักคือความเร็วในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความแม่นยำ และความสามารถในการทำซ้ำ ดังแสดงในภาพที่ 2

คุณสมบัติหลัก:

ความไวแสงสูง ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิความต้านทานมีค่ามากกว่าโลหะ 10 ถึง 100 เท่า และสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ 10-6 ℃;

range ช่วงอุณหภูมิการทำงานกว้าง อุปกรณ์อุณหภูมิปกติเหมาะสำหรับ -55 ℃ ถึง 315 ℃ อุปกรณ์อุณหภูมิสูงเหมาะสำหรับอุณหภูมิที่สูงกว่า 315 ℃ (ปัจจุบันสูงถึง 2,000 ℃) และอุปกรณ์อุณหภูมิต่ำเหมาะสำหรับ -273 ℃ ถึง -55 ℃;

3 ขนาดเล็ก สามารถวัดอุณหภูมิของช่องว่าง ฟันผุ และหลอดเลือดในสิ่งมีชีวิตที่เทอร์โมมิเตอร์อื่นไม่สามารถวัดได้

④ ใช้งานง่าย สามารถเลือกค่าความต้านทานได้โดยพลการระหว่าง 0.1 ถึง 100kΩ

⑤ ง่ายต่อการแปรรูปเป็นรูปทรงที่ซับซ้อนและสามารถผลิตได้จำนวนมาก

⑥ เสถียรภาพที่ดีและความสามารถในการรับน้ำหนักเกินที่แข็งแกร่ง

รูปที่ 3 นี้ทรานสดิวเซอร์เทอร์มิสเตอร์ PTC สามารถใช้แทนกันได้และมีลักษณะการตอบสนองที่รวดเร็ว ชิป KTY84 มีความเชิงเส้นและมีเสถียรภาพในระยะยาว และสามารถใช้ในระบบหัวฉีดดีเซล การวัดอุณหภูมิน้ำมัน ระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ ฯลฯ

เทอร์โมคัปเปิ้ล

เทอร์โมคัปเปิลเป็นองค์ประกอบการวัดอุณหภูมิที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องมือวัดอุณหภูมิ โดยจะวัดอุณหภูมิโดยตรงและแปลงสัญญาณอุณหภูมิเป็นสัญญาณศักย์เทอร์โมอิเล็กทริก ซึ่งจากนั้นจะถูกแปลงเป็นอุณหภูมิของตัวกลางที่วัดได้ผ่านเครื่องมือไฟฟ้า (เครื่องมือรอง) มีช่วงการทำงานของอุณหภูมิที่กว้าง ความน่าเชื่อถือ ความแม่นยำ ความเรียบง่าย และความไว สาเหตุหลักมาจากขนาดที่เล็ก นอกจากนี้ เทอร์โมคัปเปิลยังมีช่วงอุณหภูมิที่กว้างที่สุดในบรรดาเซนเซอร์อุณหภูมิทั้งหมด ตั้งแต่ต่ำกว่า -200 ℃ ไปจนถึงสูงกว่า 2000 ℃

ลักษณะของเทอร์โมคัปเปิ้ลต่างๆ มักจะแตกต่างกันมากตามความต้องการ แต่โครงสร้างพื้นฐานก็ใกล้เคียงกัน โดยปกติจะประกอบด้วยชิ้นส่วนหลัก เช่น อิเล็กโทรดร้อน ท่อป้องกันปลอกหุ้มฉนวน และกล่องรวมสัญญาณ โดยปกติจะใช้ร่วมกับอุปกรณ์แสดงผล อุปกรณ์บันทึกเสียง และตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์

ส่วนสีแดงและสีน้ำเงินในรูปที่ 4 เป็นวัสดุสองชนิดที่แตกต่างกัน ตัวนำหรือเซมิคอนดักเตอร์ที่ประกอบเป็นเทอร์โมคัปเปิลเรียกว่าอิเล็กโทรดร้อน ปลายที่เชื่อมเข้าด้วยกันจะถูกสอดเข้าไปในจุดวัดอุณหภูมิและกลายเป็นปลายทำงาน และปลายอีกด้านเรียกว่าปลายเย็นซึ่งทำหน้าที่เป็นปลายอ้างอิง หากอุณหภูมิที่ปลายทั้งสองแตกต่างกัน ความแตกต่างของอุณหภูมินี้จะทำให้ปลายอีกสองด้านของตัวนำหรือเซมิคอนดักเตอร์สร้างศักย์เทอร์โมอิเล็กทริก ซึ่งสามารถแปลงเป็นอุณหภูมิที่สอดคล้องกันได้โดยใช้การสุ่มตัวอย่างแรงดันไฟฟ้า

คุณสมบัติหลัก:

1. ประกอบง่ายและเปลี่ยนง่าย
2. องค์ประกอบการตรวจจับอุณหภูมิแบบสปริงอัดพร้อมความต้านทานแรงกระแทกที่ดี
3. ความแม่นยำในการวัดสูง
4. ช่วงการวัดขนาดใหญ่ (-200°C~1300°C, -270°C~2800°C ภายใต้สถานการณ์พิเศษ)
5. เวลาตอบสนองความร้อนที่รวดเร็ว
6. ความแข็งแรงเชิงกลสูงและทนต่อแรงดันได้ดี
7. ทนต่ออุณหภูมิสูงถึง 2800 องศา;
8. อายุการใช้งานยาวนาน

แอปพลิเคชัน:

เทอร์โมคัปเปิลสามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิที่สูงและต่ำมาก ตั้งแต่ -200°C ถึง 2300°C ดังนั้น,เทอร์โมคัปเปิ้ลพบการใช้งานที่หลากหลายในความต้องการการตรวจวัดในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง เช่น โลหะวิทยา เครื่องจักร อุตสาหกรรมเคมี และสาขาอุตสาหกรรมอื่นๆ ตลอดจนการบำบัดความร้อน การผลิตแก้ว ฯลฯ

รูปที่ 5 นี้เซนเซอร์เทอร์โมคัปเปิลชนิด N มีข้อดีของความเป็นเส้นตรงที่ดี มีศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริกขนาดใหญ่ ความไวสูง ความเสถียรและความสม่ำเสมอที่ดี ประสิทธิภาพการป้องกันการเกิดออกซิเดชันที่แข็งแกร่ง ราคาต่ำ และไม่ได้รับผลกระทบจากการสั่งซื้อระยะสั้น สามารถใช้ในระบบบำบัดไอเสียเครื่องยนต์ดีเซลได้

เครื่องตรวจจับอุณหภูมิแบบต้านทาน (RTD)

RTD เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่แม่นยำซึ่งทำจากโลหะนำไฟฟ้าที่มีความบริสุทธิ์สูง เช่น แพลตตินัม ทองแดง หรือนิกเกิลที่พันอยู่ในขดลวด การเปลี่ยนแปลงความต้านทานของ RTD นั้นคล้ายคลึงกับการเปลี่ยนแปลงของเทอร์มิสเตอร์ RTD แบบฟิล์มบางก็มีวางจำหน่ายเช่นกัน อุปกรณ์เหล่านี้มีชั้นแพลตตินัมเพสต์บาง ๆ วางอยู่บนพื้นผิวเซรามิกสีขาว RTD ทำหน้าที่คล้ายกับเทอร์โมอิเล็กทริกคอนเวอร์เตอร์ โดยแปลงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเป็นการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานต่ออุณหภูมิของแพลตตินัม ทองแดง หรือนิกเกิลแสดงไว้ในรูปที่ 6 ซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิสูง ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็ว ทนทานต่อความล้าจากความร้อน และกลึงเป็นคอยล์ที่มีความแม่นยำได้ง่าย

เครื่องตรวจจับอุณหภูมิแบบต้านทานมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวก (PTC) แต่ไม่เหมือนกับเทอร์มิสเตอร์ตรงที่เอาต์พุตจะเป็นเส้นตรงมาก ทำให้สามารถวัดอุณหภูมิได้แม่นยำมาก RTD เป็นทรานสดิวเซอร์อุณหภูมิที่แม่นยำและเสถียรที่สุด พวกมันเป็นเส้นตรงได้ดีกว่าเทอร์โมคัปเปิลและเทอร์มิสเตอร์ อย่างไรก็ตาม RTD ยังตอบสนองช้ากว่าและเซ็นเซอร์อุณหภูมิมีราคาแพงกว่า ดังนั้น RTD จึงเหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานที่ความแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ แต่ความเร็วและราคาไม่สำคัญ

รูปที่ 7 นี้ เซ็นเซอร์ RTD Pt200 EGT มีลักษณะของเส้นโค้งลักษณะเชิงเส้นที่ได้มาตรฐาน มีเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือสูง และเวลาตอบสนองสั้นภายใต้สภาวะชั่วคราว สามารถใช้ในการควบคุมและตรวจสอบระบบ DPF/GPF ตรวจสอบระบบ SCR ของเครื่องยนต์ดีเซลงานหนัก และปกป้องส่วนประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิของเทอร์โบชาร์จเจอร์

หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์และข้อมูลเซ็นเซอร์ โปรดติดต่อเราทันทีและเราจะให้บริการที่อบอุ่นแก่คุณ!