Sıcaklık sensörlerinin sınıflandırılması

Sıcaklık sensörleri otomobillerde, tüketici elektroniğinde, ev aletlerinde ve diğer ürünlerde kullanılır. Sıcaklık algılama elemanları özelliklerine göre Şekil 1'de gösterildiği gibi temel olarak termistörler, termokupllar ve dirençli sıcaklık dedektörleri olarak ikiye ayrılırlar. Ölçüm sıcaklık aralıkları, ölçüm doğrulukları ve maliyetleri farklıdır.

İlk olarak termistörleri, termokuplları ve direnç sıcaklık dedektörlerini karşılaştıran hızlı bir tablo

Yukarıdaki karşılaştırma sayesinde herkes çeşitli sıcaklık ölçüm çözümleri arasındaki farkları kolayca anlayabilir ve bu farklılıklar aynı zamanda farklı uygulama senaryolarını da belirler. Termokupllar ve RTD çözümleri geniş bir sıcaklık ölçüm aralığına sahiptir ve kullanımları karmaşıktır, dolayısıyla temel olarak endüstriyel uygulamalarla sınırlıdırlar. NTC termistörleri düşük maliyetleri ve nispeten kolay kullanımları nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır.Örneğin, otomobillerdeki su sıcaklığı, yağ sıcaklığı, motor giriş sıcaklığı, silindir sıcaklığı ve egzoz sıcaklığının tümü NTC uygulama ortamlarıdır.

Termistör

Termistör, direnç değeri sıcaklıkla değişen bir sensör direncidir. Sıcaklık katsayısına göre pozitif sıcaklık katsayılı termistöre (PTC termistörü) ve negatif sıcaklık katsayılı termistöre (NTC termistörü) ayrılır. PTC termistörünün direnç değeri sıcaklığın artmasıyla artarken, NTC termistörünün direnç değeri sıcaklığın artmasıyla azalır. Her ikisi de yarı iletken cihazlardır. Çoğu termistörün negatif sıcaklık katsayısı vardır ve birkaçının pozitif sıcaklık katsayısı vardır. Termistörler genellikle nikel, manganez veya kobalt oksitleri gibi camla kaplanmış seramik malzemelerden yapılır ve bu da onlara zarar vermenin çok kolay olmasını sağlar. Snap-action tipiyle karşılaştırıldığında ana avantajları, resim 2'de gösterildiği gibi sıcaklıktaki herhangi bir değişikliğe tepki verme hızları, doğruluk ve tekrarlanabilirliktir.

Ana Özellikler:

①Yüksek hassasiyet, direnç sıcaklık katsayısı metalinkinden 10 ila 100 kat daha fazladır ve 10-6°C'lik sıcaklık değişikliklerini tespit edebilir;

②Geniş çalışma sıcaklığı aralığı, normal sıcaklık cihazları -55°C ile 315°C arası, yüksek sıcaklıklı cihazlar 315°C'den yüksek (şu anda 2000°C'ye kadar) sıcaklıklar için uygundur ve düşük sıcaklıklı cihazlar -273°C ile -55°C arası için uygundur °C;

③ Küçük boyut, diğer termometrelerin ölçemediği organizmalardaki boşlukların, oyukların ve kan damarlarının sıcaklığını ölçebilir;

④ Kullanımı kolay, direnç değeri 0,1 ile 100kΩ arasında isteğe bağlı olarak seçilebilir;

⑤ Karmaşık şekillerde işlenmesi kolaydır ve seri üretilebilir;

⑥ İyi stabilite ve güçlü aşırı yük kapasitesi.

Şekil 3 BuPTC termistör dönüştürücü Değiştirilebilir ve hızlı tepki verme özelliğine sahiptir. KTY84 çipi doğrusallığa ve uzun vadeli kararlılığa sahiptir ve dizel enjeksiyon sistemlerinde, yağ sıcaklığı ölçümünde, motor soğutma sistemlerinde vb. kullanılabilir.

Termokupl

Termokupl, sıcaklık ölçüm cihazlarında yaygın olarak kullanılan bir sıcaklık ölçüm elemanıdır. Doğrudan sıcaklığı ölçer ve sıcaklık sinyallerini termoelektrik potansiyel sinyallerine dönüştürür; bunlar daha sonra elektrikli cihazlar (ikincil cihazlar) aracılığıyla ölçülen ortamın sıcaklığına dönüştürülür. Geniş bir sıcaklık çalışma aralığına, güvenilirliğe, doğruluğa, basitliğe ve hassasiyete sahiptirler. Bu esas olarak küçük boyutlarından kaynaklanmaktadır. Termokupllar aynı zamanda -200°C'nin altından 2000°C'nin çok üstüne kadar tüm sıcaklık sensörleri arasında en geniş sıcaklık aralığına sahiptir.

Çeşitli termokuplların görünümü ihtiyaçlara bağlı olarak genellikle çok farklıdır, ancak temel yapıları kabaca aynıdır. Genellikle sıcak elektrotlar, yalıtkan kılıf koruma tüpleri ve bağlantı kutuları gibi ana parçalardan oluşurlar. Genellikle görüntüleme cihazları, kayıt cihazları ve elektronik regülatörlerle birlikte kullanılırlar.

Şekil 4'teki kırmızı ve mavi bölümler iki farklı malzemedir. Termokupl'u oluşturan iletken veya yarı iletkene sıcak elektrot denir. Birbirine kaynakla bağlanan uç, sıcaklık ölçüm alanına yerleştirilecek ve çalışma ucu olacak, diğer uca ise referans uç görevi gören soğuk uç adı verilecektir. İki uçtaki sıcaklıklar farklıysa, bu sıcaklık farkı iletkenin veya yarı iletkenin diğer iki ucunun, voltaj örneklemesi kullanılarak karşılık gelen sıcaklığa dönüştürülebilen termoelektrik potansiyel üretmesine neden olacaktır.

Ana Özellikler:

1. Basit montaj ve kolay değiştirme;
2. İyi şok direncine sahip sıkıştırma yayı tipi sıcaklık algılama elemanı;
3. Yüksek ölçüm doğruluğu;
4. Geniş ölçüm aralığı (özel koşullar altında -200°C~1300°C, -270°C~2800°C);
5. Hızlı termal tepki süresi;
6. Yüksek mekanik mukavemet ve iyi basınç direnci;
7. 2800 dereceye kadar yüksek sıcaklık dayanımı;
8. Uzun servis ömrü.

Başvuru:

Termokupllar -200°C ile 2300°C arasında değişen son derece yüksek ve düşük sıcaklık aralıklarında çalışabilir. Öyleyse,Termokupllar, metalurji, makine, kimya endüstrisi ve diğer endüstriyel alanların yanı sıra ısıl işlem, cam imalatı vb. gibi geniş bir sıcaklık aralığının ölçüm ihtiyaçlarında geniş uygulama alanları bulmuştur.

Şekil 5 BuN tipi termokupl sensörü iyi doğrusallık, büyük termoelektrik potansiyel, yüksek hassasiyet, iyi stabilite ve tekdüzelik, güçlü anti-oksidasyon performansı, düşük fiyat avantajlarına sahiptir ve kısa menzilli siparişlerden etkilenmez. Dizel motor egzoz son arıtma sistemlerinde kullanılabilir.

Dirençli Sıcaklık Dedektörü (RTD)

RTD, bir bobine sarılmış platin, bakır veya nikel gibi yüksek saflıkta iletken metalden yapılmış hassas sıcaklık sensörleridir. Bir RTD'nin direnç değişimi termistörünkine benzer. İnce film RTD de mevcuttur. Bu cihazlar, beyaz seramik bir alt tabaka üzerinde biriktirilmiş ince bir platin macun tabakasına sahiptir. RTD biraz termoelektrik dönüştürücü gibi davranarak sıcaklık değişimlerini voltaj değişimlerine dönüştürüyor. Platin, bakır veya nikelin direnç-sıcaklık ilişkisi Şekil 6'da gösterilmektedir. Büyük bir sıcaklık katsayısına sahiptirler, sıcaklık değişimlerine hızlı tepki verirler, termal yorulmaya karşı dayanıklıdırlar ve hassas bobinler halinde kolayca işlenirler.

Dirençli sıcaklık dedektörleri pozitif bir sıcaklık katsayısına (PTC) sahiptir, ancak termistörlerin aksine çıktıları oldukça doğrusaldır ve çok doğru sıcaklık ölçümleri üretir. RTD'ler en doğru ve kararlı sıcaklık dönüştürücülerdir. Termokupllardan ve termistörlerden daha iyi doğrusaldırlar. Ancak RTD'ler aynı zamanda daha yavaş yanıt veren ve daha pahalı sıcaklık sensörleridir. Bu nedenle RTD'ler, doğruluğun kritik olduğu ancak hız ve fiyatın kritik olmadığı uygulamalar için en uygunudur.

Şekil 7 Bu RTD Pt200 EGT sensörü standartlaştırılmış doğrusal karakteristik eğri, yüksek stabilite ve güvenilirlik ve geçici koşullar altında kısa tepki süresi özelliklerine sahiptir. DPF/GPF sistemlerini kontrol etmek ve izlemek, ağır hizmet dizel motor SCR sistemlerini izlemek ve turboşarjın sıcaklığa duyarlı bileşenlerini korumak için kullanılabilir.

Sensör ürünleri ve bilgileri hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız lütfenbize Ulaşınhemen ve size sıcak hizmet sunacağız!