Termistorowy czujnik temperatury to termometr czujnikowy, który do pomiaru temperatury wykorzystuje zasadę zmiany wartości rezystancji przewodnika lub półprzewodnika wraz z temperaturą. Jest szeroko stosowany w przemyśle, badaniach naukowych, medycynie i innych dziedzinach i charakteryzuje się wysoką dokładnością pomiaru, dobrą stabilnością i wysoką niezawodnością. Termistorowe czujniki temperatury składają się zwykle z wrażliwych elementów (takich jak platyna, miedź i inne metale), przewodów łączących i przyrządów wyświetlających. Można je również podłączyć do przetworników temperatury w celu konwersji temperatury na standardowy sygnał wyjściowy prądowy.
Zasada działania termistorowego czujnika temperatury opiera się na charakterystyce zmiany rezystancji metalowych przewodów wraz ze zmianą temperatury. Gdy wzrasta temperatura metalowego przewodnika, nasilają się drgania znajdujących się w nim atomów lub cząsteczek, co powoduje utrudnienie ruchu elektronów w przewodniku, zwiększając w ten sposób wartość rezystancji. I odwrotnie, gdy temperatura spada, wartość rezystancji maleje. Mierząc wartość rezystancji materiału, można obliczyć odpowiednią wartość temperatury.
1. Zakres pomiarowy
Zakres temperatur -200 ℃ do + 850 ℃ (niektóre modele o wysokiej precyzji mogą osiągnąć temperaturę od -200 ℃ do 1000 ℃)
Nadaje się do pomiaru niskich temperatur, najniższa może osiągnąć 1K
2. Dokładność
Dokładność pomiaru ±0,1 ℃ (platynowy czujnik RTD, taki jak PT100)
Dokładność czujników RTD wykonanych z różnych materiałów i konstrukcji jest różna, a dokładność miedzianych czujników RTD może wynosić ± 1 ℃
3. Wrażliwe materiały pierwiastkowe
-Platyna (Pt): Jeden z najczęściej używanych materiałów, charakteryzujący się dobrą charakterystyką temperaturową i stabilnością, popularne modele to PT10 i PT100
-Miedź (Cu): Nadaje się do niższych zakresów temperatur, takich jak -50 ℃ do 150 ℃
-Nikiel (Ni): Zakres pomiarowy jest węższy, ale dokładność jest wyższa, odpowiednia do konkretnych zastosowań
4. Metoda okablowania
- System dwuprzewodowy: prosty, ale o niskiej dokładności, odpowiedni na okazje, w których wymagane są niskie wymagania dotyczące dokładności pomiaru
- System trójprzewodowy: Powszechnie stosowany w kontroli procesów przemysłowych, może skutecznie wyeliminować wpływ rezystancji przewodu
- System czteroprzewodowy: pierwszy wybór do precyzyjnego wykrywania temperatury, który może całkowicie wyeliminować wpływ rezystancji przewodu
5. Sygnał wyjściowy
-Standardowy sygnał prądowy: taki jak 4-20mA, który jest wygodny do transmisji na duże odległości i integracji z systemami sterowania
- Sygnał cyfrowy: Niektóre modele z wyższej półki zapewniają interfejsy cyfrowe (takie jak I2C, SPI), co jest wygodne do komunikacji z komputerami lub inteligentnymi licznikami
6. Charakterystyka elektryczna
- Wartość rezystancji: Na przykład wartość rezystancji PT100 przy 0 ℃ wynosi 100 Ω
- Napięcie zasilania: zwykle napięcie prądu stałego, zakres zależy od konkretnego modelu, np. 2,7 V do 5,5 V
- Pobór mocy: Konstrukcja o niskim poborze mocy, niektóre modele zużywają mniej niż 1 μA w trybie gotowości
7. Wymagania środowiskowe
Zakres temperatury roboczej: zależy od konkretnego modelu i środowiska zastosowania, zwykle obejmuje szeroki zakres temperatur
Wodoodporna, pyłoszczelna i antykorozyjna konstrukcja, odpowiednia do trudnych warunków przemysłowych
8. Czas reakcji i stabilność
-Czas odpowiedzi: Zależy od budowy i warunków pomiaru czujnika, co najmniej 30 minut dla gazu statycznego i co najmniej 5 minut dla cieczy
-Stabilność: Zdolność do utrzymania dokładności pomiaru podczas długotrwałej pracy, zwykle zdeterminowanej materiałami i procesami
9. Rozmiar i instalacja
-Rozmiar: zależy od konkretnego modelu i wymagań aplikacji, od małych chipów po duże typy zespołów
-Wymagania instalacyjne: Należy go zainstalować w miejscu o jednolitych zmianach temperatury, unikać montażu na zaworach, kolankach itp., aby zapewnić dokładny pomiar
Termistorowy czujnik temperatury jest szeroko stosowany w różnych kontrolach procesów przemysłowych, eksperymentach naukowych, sprzęcie medycznym, przetwórstwie żywności, systemach HVAC, bezpieczeństwie przeciwpożarowym i innych dziedzinach. W produkcji przemysłowej można go bezpośrednio wprowadzić do rur, wymienników ciepła, reaktorów i innego sprzętu w celu monitorowania zmian temperatury w czasie rzeczywistym, aby zapewnić bezpieczeństwo produkcji i jakość produktu. W sprzęcie medycznym stosowany jest w termometrach, analizatorach krwi itp. do dokładnego pomiaru temperatury ciał ludzkich lub próbek biologicznych.
