hakkında şirket haberleri Sıcaklık Algılayıcı: Bilmeniz Gereken Bir Şey

Sıcaklık sensörü, sıcaklık sinyallerini ölçülebilir elektriksel sinyallere (voltaj, akım, direnç veya dijital sinyaller gibi) dönüştüren bir cihazdır ve endüstriyel otomasyon, tüketici elektroniği, tıbbi ekipman, otomotiv elektroniği, çevre izleme ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

1. Sınıflandırma

Sıcaklık sensörleri, ölçüm yöntemlerine ve çalışma prensiplerine göre sınıflandırılabilir:

1.1 Ölçüm Yöntemine Göre Sınıflandırma

Temaslı sıcaklık sensörleri

Sensör, ölçülen nesneye doğrudan temas eder ve sıcaklığı ısı iletimi yoluyla ölçer. Avantajı yüksek ölçüm doğruluğudur, sıvı ve katı sıcaklık ölçümü için uygundur, ancak tepki hızı nispeten yavaştır ve çevreden etkilenebilir. Tipik uygulamalar termokupllar, RTD (termorezistörler) ve termistörlerdir.

Temassız sıcaklık sensörü

Bir nesnenin yaydığı kızılötesi radyasyonu algılayarak sıcaklığı ölçer, fiziksel temas olmadan. Avantajı hızlı bir tepki süresine sahip olması ve ölçülen nesneye müdahale etmemesidir. Ancak, ölçüm doğruluğu nesnenin yüzeyinin yayma özelliğinden etkilenir. Tipik uygulamalar kızılötesi termometreler ve termal görüntüleyicilerdir.

1.2 Çalışma Prensibine Göre Sınıflandırma

(1) Termokupl

Termokupl, iki farklı metalin birleşim yerinde sıcaklık farkı nedeniyle bir elektrik potansiyeli üretildiği Seebeck etkisine dayanır.

- Geniş ölçüm aralığı (-200°C ~ 2300°C), aşırı sıcaklık ortamları için uygundur.

- Hızlı tepki süresi (milisaniye seviyesi), yüksek sıcaklıklara dayanıklı ve titreşime dayanıklıdır.

- Ancak, doğruluk nispeten düşüktür (±1°C ~ ±5°C) ve soğuk bağlantı telafisi gereklidir.

Yaygın türler

- K tipi termokupl (nikel-krom - nikel-silikon): En yaygın kullanılan, -200°C ila 1260°C'ye ulaşabilir.

- J tipi termokupl (demir - bakır-nikel): İndirgeyici ortamlar için uygun, 0°C ila 760°C'ye ulaşabilir.

- T tipi termokupl (bakır - bakır-nikel): Düşük sıcaklık ölçümleri için uygun, -200°C ila 350°C'ye ulaşabilir.

- S/R tipi termokupl (platin-rodyum - platin): Yüksek sıcaklık ölçümleri için kullanılır (0°C ila 1600°C), yüksek doğruluk ancak yüksek maliyet.

(2) Termorezistör (RTD, Direnç Sıcaklık Dedektörü)

RTD, metallerin (platin, bakır ve nikel gibi) direncinin sıcaklıkla değiştiği özelliğini kullanarak ölçüm yapar.

Özellikler

- Yüksek doğruluk (±0.1°C ~ ±0.5°C), iyi kararlılık, uzun süreli izleme için uygundur.

- Geniş ölçüm aralığı (-200°C ~ 850°C).

- Ancak, tepki nispeten yavaştır (saniye seviyesi), pahalıdır ve sürüş için sabit bir akım kaynağı gerektirir.

Yaygın türler

- PT100 (platin direnç, 100Ω 0°C'de): Endüstri standardı, iyi doğrusallık.

- PT1000 (platin direnç, 1000Ω 0°C'de): Daha yüksek hassasiyet, uzun mesafe iletimi için uygundur.

- Cu50 (bakır direnç, 50Ω 0°C'de): Daha düşük maliyet, ancak daha dar sıcaklık aralığı.

(3) Termistörler

Termistörler, direnci sıcaklıkla önemli ölçüde değişen yarı iletken cihazlardır ve NTC (negatif sıcaklık katsayısı) ve PTC (pozitif sıcaklık katsayısı) olarak sınıflandırılır.

NTC Termistörler

Sıcaklık yükseldikçe direnç azalır, yüksek hassasiyetle (±0.05°C).

- Ancak, güçlü doğrusal olmayan özelliklere sahiptirler ve dönüşüm için arama tablolarına veya Steinhart-Hart denklemine ihtiyaç duyarlar.

Tipik uygulamalar: Elektronik termometreler, lityum pil sıcaklık izleme.

PTC Termistörler

Belirli bir sıcaklıkta direnç keskin bir şekilde artar ve genellikle aşırı sıcaklık koruması için kullanılır.

Tipik uygulamalar: Motor aşırı ısınma koruması, kendi kendine iyileşen sigorta.

(4) Dijital Sıcaklık Sensörü

Dijital sıcaklık sensörü, bir ADC ve dijital arayüzleri (I2C, SPI, 1-Wire gibi) entegre eder, ek sinyal koşullandırma devrelerine ihtiyaç duymadan doğrudan dijital sinyaller çıkarır.

Özellikler

- Güçlü parazit önleme yeteneği, gömülü sistemler için uygundur.

- Kalibrasyon gerektirmez, kullanımı kolaydır.

(5) Kızılötesi Sıcaklık Sensörü (IR Termometre)

Kızılötesi sensör, nesnelerin yaydığı kızılötesi radyasyonu (3 ila 14 µm dalga boyunda) algılayarak sıcaklığı ölçer.

Özellikler

- Temassız ölçüm, son derece hızlı tepki ile (milisaniye aralığında).

- Ancak, ölçüm doğruluğu nesnenin yüzeyinin yayma özelliğinden etkilenir (metallerin telafi edilmesi gerekir).

Tipik Uygulamalar

- Vücut sıcaklığı ölçüm tabancaları (MLX90614 gibi).

- Endüstriyel ekipman termal görüntüleme (FLIR termal görüntüleyiciler gibi).

Sıcaklık Sensörlerinin Temel Performans Parametreleri

- Ölçüm Aralığı: Sensörün normal olarak çalışabileceği sıcaklık aralığı, örneğin termokupllar 2300°C'ye kadar ulaşabilirken, NTC genellikle -50°C ila 150°C'ye ulaşabilir.

- Doğruluk: Ölçüm hatası aralığı, örneğin RTD ±0.1°C'ye ulaşabilirken, termokupllar genellikle ±1°C ila ±5°C'ye ulaşabilir.

- Çözünürlük: Minimum algılanabilir sıcaklık değişimi, yüksek hassasiyetli sensörler 0.01°C'ye ulaşabilir.

- Tepki Süresi: Sıcaklık değişiminin çıkışta dengelenmesi için geçen süre, termokupllar milisaniye seviyesine ulaşabilirken, RTD genellikle saniye seviyesindedir.

- Doğrusallık: Çıkışın sıcaklıkla doğrusal olup olmadığı, RTD daha iyi doğrusallığa sahipken, NTC daha güçlü doğrusal olmayan özelliklere sahiptir.

- Uzun Süreli Kararlılık: Sensörün zaman içindeki sürüklenme derecesi, platin direnç <0.1°C/yıl.

Sıcaklık Sensörü Seçim Kılavuzu

1. Sıcaklık Aralığı: Yüksek sıcaklıklar için termokupl, düşük sıcaklıklar için RTD veya NTC seçin.

2. Doğruluk Gereksinimleri: Yüksek doğruluk için RTD, düşük maliyet için NTC seçin.

3. Tepki Hızı: Hızlı ölçüm için termokupl veya kızılötesi sensör seçin.

4. Çevresel Faktörler: Aşındırıcı ortamlar için zırhlı termokupl, nemli ortamlar için su geçirmez ambalaj seçin.

5. Çıkış Sinyali: Gömülü sistemler dijital sensörleri (I2C/SPI) tercih eder.