سنسورهای دما و ترانسدیوسرهای حرارتی

دسته بندي : فنی و مهندسی » برق، الکترونیک، مخابرات
عنوان مقاله: سنسورهای دما و ترانسدیوسرهای حرارتی
قالب فایل: WORD

فهرست مطالب:

1- گرما و دما

2- نوار بي متال

3- انبساط مايع و گاز

4- ترموكوپلها

تئوري

كاربرد عملي

يادداشتها

5- سنسورهای مقاومت فلزی (metal-resistance sensors)

دماسنج مقاومتی (Resistance thermometer)

6- ترمیستورها

ترمیستورهای PTC

7- تشخیص انرژی گرمایی تابشی

8- آشکارسازهای پایروالکتریک(Pyroelectric detectors)

9- ترانسدیوسرهای حرارتی

10- ترانسدیوسرهای حرارتی به الکتریکی


* بخشی از ابتدای مقاله:
1- گرما ودما
كميت فيزيكي كه ما آن را گرما مي ناميم يكي از اشكال مختلف انرژي است و مقدار گرما معمولا برحسب واحد ژول سنجيده ميشود.مقدار گرمايي كه در يك شي موجوداست قابل اندازه گيري نمي باشد اما مي توان تغييرات گرماي موجود در يك شي كه بر اثر تغيير دما و يا تغيير در حالت فيزيكي (جامد به مايع، مايع به گازف يك شكل كريستالي به شكل كريستالي ديگر) ايجاد ميشود اندازه گيري كرد.
بنابراين از اين جنبه دما ميزان گرما براي ماده است تاوقتي كه حالت فيزيكي آن بدون تغيير باقي بماند.
ارتباط بين دما و انرژي گرمايي بسيار شبيه به ارتباط بين سطح ولتاژ وانرژي الكتريكي است.
سنسورهاي دماي رايج تماما وابسته به تغييراتي هستند كه همراه با تغييرات دماي ماده به وجود مي آيد. ترانسيديوسرهاي انرژي الكتريكي به انرژي گرماي جريان عبوري از يك هادي استفاده مي كنند اما ترانسديوسرهاي گرمايي به انرژي الكتريكي به طور مستقيم اين تبديل را انجام نمي دهند ومطابق با قوانين ترموديناميك نيازمند تغييرات دمايي براي عمل كردن هستند بدين گونه كه در دماي بالاتر گرما مي گيرد و در دماي پايين تر اين مقدار گرما را تخليه مي كند.

2- نوار بي متال
آشكارسازي حرارتي در موارد متنوعي مانند آشكار كردن آتش سوزي، گرمايش تا يك حد معين ويا تشخيص عيب در يك سردكننده مورد استفاده قرار مي گيرد .ساده ترين نوع سنسور حرارتي از نوع بي متال استكه اصول كار آن در شكل به تصوير كشيده شده است. تركيب فوق شامل دو نوار فلزي از دو جنس مختلف است كه با نقطه جوش و يا پرچ كردن در دو نقطه به يكديگر متصل شده اند. جنس فلز دو نوار به گونه اي انتخاب مي شود كه ضرايب انبساطي خطي آنها با يكديگر تفاوت زيادي داشته باشند. مقدار انبساط يا ضريب انبساط خطي عبارت است از خارج قسمت تغيير مقدار طول به تغيير دما و اين مقدار براي همه فلزات مقداري است مثبت بدين معني كه با افزايش دما طول نوار افزايش مي يابد. مقادير ضريب انبساط را براي چند نوع فلز بر حسب واحد 10*k بيان كرده است.
اين نوع ترموستاتها داراي مشخصه نامطلوب هيسترزيس هستند به طوري كه به عنوان مثال ترموستاتي كه براي مقدار دماي 20c ساخته شده ممكن است در 22c باز شود.
خميدگي پديده آمده در نوار بي متال را مي توان وسط هر يك از انواع ترانسديوسرهاي جابه جايي كه در فصل مورد بررسي قرار گرفت تشخيص داد اما اغلب اوقات از خود نوار بي متال براي راه اندازي كنتاكتهاي يك كليد استفاده مي شود ومعمولا خود بي متال يك از كنتاكتهاي كليد است. نوع رايج نوار بي متال هنوز هم در انواعي از تموستاتها مورد استفاده قرار مي گيرد اگر چه بي متال در آنها به صورت حلزوني پيچيده شده است.اين شكل بي متال باعث افزايش حساسيت بي متال مي شود چون حساسيت بي متال با طور نوار بستگي مستقيم دارد. در صورتي كه محدوده دما وتغييرات آن كم مي باشد مقدار انحراف دقيقتا متناسب با تغيير دما خواهد بود....