Как правильно выбрать датчик температуры

Датчик с термопарой основан на эффекте Зеебека, он состоит из двух разных металлических проволок, сваренных между собой на одном конце, который называется горячим припоем. При связывании двух оставшихся концов, называемых ссылочными сварными швами, с вольтметром, электрическое напряжение измеряется, когда температура горячего сварного шва отличается от температуры сварных швов.

Существует несколько типов термопар, в которых используются различные пары металлов. Каждая пара металлов имеет свой диапазон измерений :

Использование того или иного типа термопары зависит от температурного диапазона, где он должен применяться, а также от типа атмосферы:

• E : Рекомендуется для окислительной или инертной атмосферы.
• J : Подходит для вакуумной, восстановительной или инертной атмосферы.
• K : Рекомендуется для окислительной или нейтральной атмосферы.
• N : Может использоваться в тех случаях, когда элементы типа K имеют проблемы со сроком службы.
• T : Может использоваться в окислительной, восстановительной, инертной, а также вакуумной атмосфере.  Не подвержен коррозии во влажной среде.
• R & S : Рекомендуется для высоких температур. Должны быть защищены с помощью неметаллической защитной трубки и керамических изоляторов. Тип R используется в промышленности, тип S — в лаборатории.
• B : Идентично R & S, также подходит для более высоких температур.

Преимущества :

• удержание и стабильность при высоких температурах
• возможны различные диаметры и размеры
• измерение на уровне горячего сварного шва
• очень короткое время реакции
• низкая стоимость

Недостатки:

• более низкая точность, чем у других технологий
• дорогостоящая проводка, требуется компенсация холодного сварного шва
• слабый электрический сигнал

Реостатный датчик температуры, часто называемый RTD, является бесконтактным датчиком. В его основе лежит изменение сопротивления металла (платина, медь, никель или вольфрам) в зависимости от температуры. Этот тип датчиков использует несколько металлов, которые обеспечивают разные диапазоны измерений:

• Платина : от -200 °C до 600 °C
• Медь : от -190 °C до 150 °C
• Никель : от -60 °C до 180 °C
• Вольфрам : от -100 °C до 1400 °C

Наиболее используемый металл для реостатных датчиков температуры — это платина, потому что она обеспечивает широкий диапазон измерений. В этом случае речь идет о платиновом реостатном датчике температуры. Наиболее известными являются Pt100 (сопротивление 100 Ом при 0 ° C) и Pt1000 (сопротивление 1000 Ом при 0 ° C). Pt1000 обладают повышенной точностью и большей устойчивостью к длине провода, чем Pt100.

По сравнению с термопарами, реостатные датчики обеспечивают повышенную точность и более линейную реакцию. Они более стабильны в измерениях и имеют широкий температурный диапазон. С другой стороны, их время реакции выше и они менее чувствительны.

Термисторы являются другой формой датчика сопротивления, они используют изменение сопротивления оксидов металлов в зависимости от температуры. Существует два типа термисторов : NTC (отрицательные температурные коэффициенты), которые имеют довольно регулярное отрицательное сопротивление, и CTP (коэффициенты положительной температуры), которые показывают внезапное положительное изменение сопротивления в узком температурном диапазоне.

Термисторы имеют быстрое время реакции и низкую цену, но они довольно хрупкие и имеют гораздо более ограниченнe: гамму измерений, чем датчики других технологий.

Инфракрасный датчик температуры измеряет излучение поверхности в инфракрасном диапазоне c целью определения температуры поверхности. Основным преимуществом такого типа датчиков является то, что он работает удаленно без какого-либо физического контакта с поверхностью измеряемых объектов.

Время реакции этих датчиков очень быстрое, в отличие от контактных датчиков, им не нужно искать тепловое равновесие (та же температура). Таким образом, эти датчики могут производить измерения на движущихся объектах, например, на производственной линии, на труднодоступных объектах, расположенных внутри печи, и т. д.

С другой стороны, они могут измерять только температуру поверхности мишени, и на измерение может влиять состояние поверхности (пыль, ржавчина и т. д.), а также чистота линзы датчика (пыль на ней), на измерение также влияет атмосфера на оптическом пути между датчиком и мишенью (пыль, влага, дымовые газы и т. д.).