Tokie įrenginiai šiandien naudojami daugelyje technologijų. Įvairių tipų temperatūros jutikliai yra skirti matuoti šį indikatorių bet kokiam objektui ar medžiagai. Norint apskaičiuoti vertę, naudojamos įvairios tikslinių kūnų arba aplinkos, kurioje jie yra, charakteristikos.
Klasifikacija pagal veikimo principą
Visi šilumos jutikliai pagal veikimo principą skirstomi į šešis pagrindinius tipus:
- pirometrinis;
- pjezoelektrinis;
- termo varža;
- akustinė;
- termoelektrinis;
- puslaidininkis.
Bendras veikimo principas ir temperatūros jutiklių schema kiekvienu atveju šiek tiek skirsis. Tačiau visi vykdymo variantai gali išskirti kai kurias tas pačias savybes. Be to, tam tikroje situacijoje tikslinga naudoti būtent tam tikrų tipų šiluminius jutiklius.
Pirometrai arba šiluminės kameros
Kitaip jie gali būti vadinami bekontakčiais. Darbo schemaŠio tipo temperatūros jutikliai nuskaito šilumą iš šildomų kūnų, kurie yra skirti. Teigiamas šios veislės aspektas yra tai, kad nereikia tiesioginio kontakto ir priėjimo prie matavimo aplinkos. Taigi ekspertai gali nesunkiai nustatyti labai karštų objektų, esančių už pavojingo artumo spindulio, temperatūros rodiklius.
Pirometrai savo ruožtu skirstomi į keletą tipų, tarp kurių yra interferometriniai ir fluorescenciniai, taip pat jutikliai, veikiantys tirpalo spalvos keitimo principu, priklausomai nuo to, kokia temperatūra buvo išmatuota.
Pjezoelektriniai jutikliai
Šiuo atveju pagrindinė darbo schema yra tik viena. Tokie prietaisai veikia dėl kvarcinio pjezorezonatoriaus. Temperatūros jutiklio veikimo principas ir grandinė yra tokia. Pjezo efektas, kai keičiamas naudojamo pjezo elemento dydis, yra veikiamas tam tikros elektros srovės.
Darbo esmė gana paprasta. Dėl kintamo elektros srovės tiekimo skirtingomis fazėmis, bet vienodu dažniu, atsiranda pjezogeneratoriaus virpesiai, kurių dažnis šiuo atveju priklauso nuo konkrečios išmatuotos kūno ar aplinkos temperatūros. Dėl to gauta informacija interpretuojama į konkrečias reikšmes Celsijaus arba Farenheito laipsniais. Šio tipo matavimo tikslumas yra vienas didžiausių. Be to, pjezoelektrinė versija naudojama tais atvejais, kai reikalingas įrenginio patvarumas, pvz.vandens temperatūros jutikliuose.
Termoelektrinės arba termoporos
Gana įprastas matavimo būdas. Pagrindinis veikimo principas yra elektros srovės atsiradimas uždarose laidininkų arba puslaidininkių grandinėse. Šiuo atveju litavimo taškai būtinai turi skirtis temperatūros rodikliais. Vienas galas dedamas į aplinką, kur reikia matuoti, o kitas naudojamas rodmenims paimti. Štai kodėl ši parinktis laikoma nuotoliniu temperatūros jutikliu.
Žinoma, buvo ir trūkumų. Reikšmingiausią iš jų galima pavadinti labai didele matavimo paklaida. Dėl šios priežasties šis metodas retai naudojamas daugelyje technologijų pramonės šakų, kur toks vertybių sklaida yra tiesiog nepriimtina. Pavyzdys yra jutiklis, skirtas matuoti kietųjų medžiagų temperatūrą "TSP Metran-246". Metalurgijos įmonės jį aktyviai naudoja gamyboje, norėdami valdyti šį parametrą guoliuose. Įrenginys turi analoginį išvesties signalą skaitymui, o matavimo diapazonas yra nuo -50 iki +120 laipsnių Celsijaus.
Termistorių jutikliai
Apie veikimo principą jau galima spręsti pagal šio tipo pavadinimą. Tokio temperatūros jutiklio veikimą pagal schemą galima apibūdinti taip: matuojama laidininko varža. Tvirtas dizainas derinamas su labai dideliu tikslumugautą informaciją. Taip pat šie prietaisai pasižymi gana dideliu jautrumu, leidžiančiu sumažinti matavimo verčių žingsnį, o skaitymo elementų paprastumas leidžia juos lengvai valdyti.
Pavyzdžiui, galime paminėti jutiklį 700-101BAA-B00, kurio pradinė varža yra 100 omų. Jo matavimo diapazonas yra nuo -70 iki 500 laipsnių Celsijaus. Konstrukcija surinkta iš nikelio kontaktų ir platinos plokščių. Šis tipas plačiausiai naudojamas pramoniniuose įrenginiuose ir įvairiose elektronikos srityse.
Akustiniai jutikliai
Itin paprasti įrenginiai, matuojantys garso greitį įvairiose aplinkose. Yra žinoma, kad šis parametras labai priklauso nuo temperatūros. Tokiu atveju reikėtų atsižvelgti ir į kitus matuojamos terpės parametrus. Vienas iš naudojimo atvejų yra vandens temperatūros matavimas. Jutiklis pateikia duomenis, kurių pagrindu galite atlikti skaičiavimus, kuriems taip pat turite žinoti pradinę informaciją apie išmatuotą terpę.
Šio metodo pranašumas yra galimybė jį naudoti uždaruose induose. Paprastai naudojamas ten, kur nėra tiesioginės prieigos prie išmatuotos terpės. Pagrindinės šio metodo vartotojų sritys dėl gana natūralių priežasčių yra medicina ir pramonė.
Puslaidininkiniai jutikliai
Tokių įrenginių veikimo principas yra keisti p-n charakteristikas ir jųperėjimas veikiant temperatūrai. Matavimo tikslumas yra labai didelis. Tai užtikrina nuolatinė tranzistoriaus įtampos priklausomybė nuo esamos temperatūros. Be to, prietaisas yra gana pigus ir jį lengva gaminti.
Tokio temperatūros jutiklio pavyzdžiu LM75A įrenginys gali tarnauti puikiai. Matavimo diapazonas yra nuo -55 iki +150 laipsnių Celsijaus, o paklaida yra ne didesnė kaip du laipsniai. Jis taip pat turi gana mažą žingsnį 0,125 laipsnių Celsijaus. Maitinimo įtampa svyruoja nuo 2,5 iki 5,5 V, o signalo konvertavimo laikas neviršija vienos dešimtosios sekundės.
