Wraz z szybkim rozwojem automatyzacji przemysłowej i technologii Internetu rzeczy,Czujniki temperatury, jako podstawowe urządzenia do wykrywania parametrów środowiskowych, nadal pogłębiają iterację technologii i zastosowanie rynkowe. Istnieją cztery główne rodzaje czujników temperatury na obecnym rynku, każdy z własnymi cechami technicznymi i zaletami zastosowania.
1. Termopara: kamień węgielny pomiaru temperatury przemysłowej
Termopary mierzą temperaturę na podstawie efektu Sebeck i odzwierciedlają zmiany temperatury poprzez różnicę potencjału termoelektrycznego utworzonego przez kontakt dwóch różnych przewodów metali. Jego struktura składa się z termoelektrody, rączki izolacyjnej i skrzynki połączenia oraz obsługuje pomiary szerokiego zakresu temperatury od -200 ℃ do 2800 ℃. W scenariuszach przemysłowych termopary są szeroko stosowane w pomiarze temperatury stopionej metalu i monitorowaniu pieca w wysokiej temperaturze w polach stalowych, petrochemikaliów itp. Ze względu na ich prostą strukturę, szybką reakcję i oporność w wysokiej temperaturze. Typowe zastosowania, takie jak termopary typu K, mogą osiągnąć dokładność pomiaru ± 1,5 ℃ w zakresie od -200 ℃ do 1300 ℃. Jego wyjściowy potencjał termoelektryczny jest w przybliżeniu liniowy z temperaturą, a technologia kompensacji końcowej zimnej może znacznie poprawić stabilność pomiaru.
2. Detektor temperatury oporności (RTD): Model bardzo precyzyjnego pomiaru temperatury liniowej
RTD wykorzystuje liniową zależność między rezystancją a temperaturą metali, takich jak platyna, nikiel i miedź do pomiaru temperatury. Wśród nich oporność na platynę (PT100/PT1000) stała się pierwszym wyborem w dziedzinach, takich jak monitorowanie meteorologiczne i sprzęt medyczny ze względu na doskonałą stabilność i zamienność. Przykładając PT100 jako przykład, jego rezystancja wynosi 100 Ω przy 0 ℃, a rezystancja zmienia się o 0,385Ω na każdą 1 ℃ Zmiana temperatury. Poprzez wzbudzenie źródła stałego prądu i pomiaru czterokierunkowego błąd rezystancji drutu można wyeliminować, a można osiągnąć dokładność pomiaru ± 0,1 ℃ w zakresie od -200 ℃ do 850 ℃. W przemyśle biofarmaceutycznym RTD jest wykorzystywany do kontroli zamkniętej pętli w temperaturze sprzętu, takich jak fermentory i sterylizatory w celu zapewnienia dokładności i stabilności parametrów produkcyjnych.
3. Termistor: Bilans między wrażliwą reakcją a optymalizacją kosztów
Termistory są podzielone na dodatni współczynnik temperatury (PTC) i ujemny współczynnik temperatury (NTC) w oparciu o charakterystykę opornościowo-temperatury materiałów półprzewodnikowych. Termistory NTC mogą osiągnąć pomiar temperatury wysokiej wrażliwości w zakresie od -50 ℃ do 300 ℃ ze względu na charakterystykę, że oporność zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Typowe aplikacje obejmują ochronę przegrzania produktów elektronicznych konsumenckich i systemy zarządzania akumulatorami samochodowymi. Jego krzywa oporności temperatury jest nieliniowa i musi zostać skorygowana przez równanie Steinhart-Hart. Termistory PTC są szeroko stosowane w adapterach mocy, napędach silnikowych i innych scenariuszach ze względu na ich charakterystykę ochrony nadprądowej. Gdy temperatura przekracza próg, opór wzrasta gwałtownie, a obwód jest odcięty, aby osiągnąć ochronę bezpieczeństwa.
4. Obwód zintegrowany (IC) Czujnik temperatury: Fuzja miniaturyzacji i inteligencji
IcCzujniki temperaturyZintegruj elementy wrażliwe na temperaturę i obwody przetwarzania sygnału do pojedynczego układu i mierz temperaturę poprzez charakterystykę napięcia-temperatury połączenia PN. Analogowe typy wyjściowe (takie jak TMP36) zapewniają liniowe wyjście napięcia 10 mV/℃ w zakresie od -40 ℃ do 125 ℃ i cyfrowych typów wyjściowych (takich jak DS18B20) Osiągnij ± 0,5 ℃ Odczyt cyfrowej temperatury przez pojedynczy interfejs magistrali. Jego niewielki rozmiar i niskie zużycie energii sprawiają, że jest to standardowy czujnik urządzeń do noszenia i terminali IoT. Na przykład DS18B20 może monitorować temperaturę otoczenia w czasie rzeczywistym w systemie inteligentnego domu i przesyłać dane do chmury za pośrednictwem protokołu Zigbee, obsługując zdalne optymalizację zużycia energii.
Ewolucja technologii i trendy rynkowe
Dzięki integracji technologii MEMS i algorytmów AI czujniki temperatury zmierzają w kierunku miniaturyzacji i inteligencji. Thermocoups i technologie nano RTD przebijają ograniczenia rozmiarów tradycyjnych czujników, podczas gdy algorytmy uczenia maszynowego znacznie poprawiają dokładność pomiaru poprzez kompensację błędów i dryfów nieliniowych. W dziedzinie nowych pojazdów energetycznych zintegrowane tablice czujników temperatury mogą monitorować temperaturę modułów akumulatorów w czasie rzeczywistym i osiągnąć odpowiedź na poziomie milisekundowego za pomocą systemu zarządzania termicznego; W dziedzinie zdrowia medycznego elastyczne łatki czujnika temperatury IC można przymocować do powierzchni ludzkiego ciała, aby osiągnąć ciągłe nieinwazyjne monitorowanie temperatury.
W przyszłości, wraz z rozwojem branży 4.0 i celów neutralności węgla,Czujniki temperaturyBędzie odgrywać bardziej kluczową rolę w inteligentnej produkcji, zarządzaniu energią i innych dziedzinach. Innowacja materialna, aktualizacje procesów i optymalizacja algorytmu będą nadal promować wydajność czujników, podczas gdy popularyzacja technologii obliczeniowych 5G i krawędzi przyspieszy transmisję w czasie rzeczywistym i inteligentną analizę danych temperaturowych, zapewniając solidne wsparcie dla cyfrowej transformacji różnych branż.