Датчики температуры: от термопары до цифры

Практически все производственные процессы зависят от температурных факторов. Нарушение оптимальных показателей может вызвать отказ оборудования и привести к аварийной ситуации. В целях обеспечения контроля состояния тел, объектов или сред, современные приборы оснащены специальными устройствами. Это датчик температуры, призванный следить за изменениями величины параметра.

датчик температуры

Принципиальная схема работы прибора

Действие датчика температуры обеспечивается способностью термического преобразовывать измеряемую характеристику в цифровой код или электрический, пневматический, оптический аналоговый сигнал, для дальнейшей передачи на различные расстояния. Прибор для измерения температуры обладает высокой точностью, широким диапазоном замеров.

Виды преобразователей температуры

датчик температуры

Датчики температуры различных типов (пример https://pia.kiev.ua/temperatura/datchiki-i-preobrazovateli-temperatury/) измеряют параметр, руководствуясь абсолютно разными принципами:

  • Термоэлектрические представляют собой два проводника из разнообразных сплавов. Один конец токопроводящего контура соединен между собой произвольным способом, к другому подключается вольтметр. При нагреве сомкнутого края на свободном конце появляется разность потенциалов, что означает наличие электрического тока. Величина ЭДС превращается в аналоговый сигнал и подвергается считыванию. Термопара дает ощутимую погрешность. Применяется для измерения температуры твердых тел.
  • Принцип работы терморезисторных датчиков заключается в изменении сопротивления токопроводника (медного или платинового) под влиянием температуры.
  • Пьезоэлектрические преобразователи температуры работают за счет прямого пьезоэффекта. При попеременном воздействии электрическим разнофазным током определённой частоты, кварцевый пьезорезонатор начинается колебаться. Частота этих изменений связана с температурой, что позволяет, зная формулу, преобразовать величину колебаний резонатора.
  • В полупроводниковых устройствах используются свойства изменения характеристик p-n перехода под влиянием перемены температуры.
  • Пирометр считывает излучение нагретых тел бесконтактно. Это дает возможность измерять температуру на расстоянии, без опасного сближения.
  • Акустические датчики построены на разности скорости звука в среде при изменении температуры.
  • Цифровой датчик температуры представляет собой интегральную микросхему, осуществляющую внутреннее преобразование температуры в цифровой код на одном кристалле и имеющую цифровой последовательный интерфейс на выходе. Он обеспечивает связь цифрового датчика с микроконтроллером или компьютером.

Применение приборов измерения температуры очень обширно. В зависимости от поставленной задачи, применяют различные типы преобразователей, но будущее все же за цифровыми датчиками.