Hogyan működnek a hőmérséklet-érzékelők?

Az elektronikus rendszerek, valamint a felügyeleti és diagnosztikai rendszerek által mért alapvető paraméter a hőmérséklet – egy kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja az ipari berendezések minőségét és hatékonyságát. A hőmérsékletmérés jelen van mind a kis és egyszerű rendszerekben és eszközökben, mind a fejlett ipari rendszerekben.

A megfelelő eszközhőmérséklet fenntartása jelentősen meghosszabbítja az élettartamát, miközben megvédi a meghibásodástól vagy a károsodástól. Az eszköz üzembe helyezésekor fontos biztosítani a megfelelő környezeti hőmérsékletet és a kedvező feltételeket, valamint egy jó felügyeleti rendszert, amely a legmagasabb minőségű alkatrészeket és érzékelőket használja.

A kérdés továbbra is fennáll: hogyan működnek a hőmérséklet-érzékelők? Ez nagymértékben függ az érzékelő típusától és működési mechanizmusától. A gyártók saját fejlesztésű technológiákat is alkalmaznak, hogy megkülönböztessék magukat a piaci versenytársaktól. Ebben a cikkben a legnépszerűbb érzékelőkre fogunk összpontosítani, és ismertetjük azok működését.

Érzékelő működése típustól függően

• Hőellenállás-érzékelők
  
  A hőellenállás-érzékelők működése az ellenállás hőmérséklet függvényében bekövetkező változásán alapul. A hőmérséklet növekedésével az érzékelő ellenállása csökkenhet vagy növekedhet, általában nemlineárisan. Minden érzékelőnek megvan a saját termoelektromos karakterisztikája, amelyet a felhasznált anyagnak megfelelően állítunk be. Ennek alapján meghatározhatjuk az ellenállásváltozások jellegét a hőmérséklet függvényében.
  
  Minden hőellenállásnak van egy névleges ellenállása, amely a referenciahőmérsékleten (általában 0°C) mért ellenállásérték, és egy fajlagos érzékenysége, amelyet a 100°C-on mért ellenállás és a névleges hőmérsékleten mért ellenállás arányaként számítunk ki.
  
  
• Hermoelektromos érzékelők (hőelemek)
  
  A hőelemek működése a Seebeck-effektuson alapul – két különböző fém érintkezési pontján potenciálkülönbség létrehozása, amely arányos a hőmérsékletük közötti különbséggel. Minden hőelemnek különböző tulajdonságai vannak, amelyek a felhasznált fémek típusától függenek. A hőelemeknek vannak speciális típusai, amelyeket a hőmérséklet-érzékelőkre vonatkozó szabványok írnak le.
  
  Minden hőelemnek eltérő hőmérsékleti jellemzői vannak, ezért megfelelő működésükhöz speciális vezérlőrendszerekre van szükség, amelyek a beépített linearizáló komponenseken keresztül lehetővé teszik a mért hőmérséklet pontos leolvasását. Továbbá a hőelem alapú rendszerek kicsik, nem igényelnek további energiát, és megbízhatóak.
  
  
• Félvezető érzékelők (termisztorok)
  
  A félvezető érzékelők ugyanúgy működnek, mint a hőellenállás-érzékelők. Az egyetlen különbség az ellenállási együttható előjele, amely a termisztorok esetében előfordulhat. Megkülönböztetünk NTC termisztorokat (negatív előjel) és PTC termisztorokat (pozitív előjel). Az NTC termisztorokat elsősorban eszközök hőmérséklet-kompenzálására és a bekapcsolási áramok korlátozására használják. A PTC termisztorok például jelzőrendszerekben találhatók a túlzott áram elleni védelemként.
  
  
• Integrált érzékelők
  
  Az integrált érzékelők működési elve a hőmérséklet mérése egy mérőelem segítségével, majd az egyetlen integrált áramköri házban elhelyezett áramkörök segítségével történő feldolgozása. A félvezető mérőelemek a bázis-emitter átmenet feszültségének használatára támaszkodnak. A hőmérséklet növekedésével a feszültség ennek megfelelően csökken. Az ilyen érzékelőket leggyakrabban elektronikus eszközökben találják, amelyek áramköreiket védik a túlzott felmelegedéstől, ami visszafordíthatatlan károsodáshoz vezethet.

Összefoglalás

Minden hőmérséklet-érzékelő egyedi tulajdonságokkal rendelkezik. Ezen tulajdonságoktól függően működési elvükben és a bemeneti jelek feldolgozásának módjában különböznek. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy megtaláljuk a legjobb érzékelőtípust minden alkalmazáshoz, akár beltéren, akár kültéren dolgozunk.

A hőmérséklet-érzékelőkről további információt a weboldalunkon talál: hőmérséklet-érzékelők dacpol.eu.