سنسور دما المانی‌ست که برای اندازهگیری دما استفاده می شود. در واقع سنسور دما ابزاری ساده است که درجه گرما یا برودت را اندازه گیری کرده و آن را به یک واحد قابل خواندن تبدیل می نماید.
از سنسور دما برای اندازهگیری مقدار انرژی تولید شده به شکل گرما یا سرما توسط اشیاء یا سیستم‌ها استفاده می‌شود. هر سنسور این قابلیت را دارد تا هر گونه تغییر اندازه در انرژی یاد شده را تشخیص دهد و خروجی دیجیتال یا آنالوگ تولید کند. سنسورهای دما در کاربردهای مختلف شامل اعلام حرارت محیط، صنایع غذایی، کنترل تهویه، تجهیزات پزشکی، کنترل فرآیندهای شیمیایی و … استفاده می‌شوند.در واقع آنها با اندازهگیری دما مشخص می‌کنند که یک فرآیند در چه وضعیتی است؛ استفاده از دستگاه امن است یا در نقطه خطر قرار دارد. انواع بسیار زیاد سنسورهای دما با توجه به کاربردها و ویژگی‌هایشان در دسترس هستند.
اما، آیا تا به حال فکر کرده اید که چگونه دمای خاک، چاه ها، سدهای عظیم بتونی یا ساختمانها اندازه گیری می شود؟ خب، این از طریق برخی از سنسورهای دمای ویژه انجام می شود. سنسور دما دستگاهی است که به طور معمول، یک ترموکوپل یا یک آشکارساز دمای مقاومت است که اندازه گیری دما را به شکل قابل خواندن از طریق سیگنال الکتریکی فراهم می کند.
سنسور دما چه کاری انجام می دهد؟
کارکرد یک دما سنج به ولتاژ دیود بستگی دارد. تغییر دما مستقیماً با مقاومت دیود متناسب است. هرچه دما سردتر باشد، مقاومت آن کمتر خواهد بود و بالعکس. مقاومت در برابر دیود اندازه گیری شده و به واحد قابل خواندن دما (فارنهایت، سانتیگراد و غیره) تبدیل می شود و به صورت عددی بر روی واحدهای بازخوانی نمایش داده می شود. در زمینه نظارت ژئوتکنیکی، این سنسورهای دما برای اندازه گیری دمای داخلی سازه ها مانند پل ها، سدها، ساختمان ها، نیروگاه ها و غیره استفاده می شوند.
انواع سنسور دما :
انواع مختلفی از سنسورهای دما وجود دارند و هر کدام از آنها از فناوری‌ها و اصول متفاوتی جهت اندازهگیری دما استفاده می‌کنند. دو نوع اصلی آنهاشامل سنسورهای تماسی و غیر تماسی می باشند. دسته دیگری از سنسورهای دما هستند که در دو دسته فوق نمی گنجند که به سنسورهای دمای نیمه هادی معروفند.
۱-سنسور دما تماسی:
ترموکوپل چیست؟
- دمای خودشان را اندازه می‌گیرند.
- دمای اجسام باید تخمین زده شود و کاربر مطئن شود جریان حرارتی بین این دو برقرار نیست.
- پس از استفاده طولانی مدت، در خواندن دما دچار خطا می‌شوند.
- رسانای الکتریسیته هستند، بنابراین نمی‌توانند به منبع الکتریسیته دیگری متصل شودند.
- در نقطه اتصال نمی‌توانند اندازهگیری کنند.
- نسبت به ترمیستورهای حرارتی واکنش سریع‌تری دارند.
ترمیستور چیست؟
ترمیستورها همانند ترموکوپل‌ها، ارزان، فراوان و به سادگی قابل استفاده هستند. همچنین آن ها از مواد نیمه رسانایی ساخته شده‌اند که مقاومتشان نسبت به دما حساس است. ترمیستورها با حسگرهای مقاومتی متفاوت هستند. در ساخت مقاومت‌های گرمایی از فلز خالص استفاده می‌شود و پاسخ دمایی‌شان نیز متفاوت است. ترمیستورها به دو دسته تقسیم می‌شوند: ضریب K مثبت و ضریب K منفی. اگر K مثبت باشد، مقاومت با افزایش دما افزایش می‌یابد و اگر منفی باشد، با افزایش دما، مقاومت کاهش می‌یابد.به ترمیستورهایی با ضریب K مثبت، PTC و به ترمیستورهایی با ضریب K منفی، NTC می‌گویند. از ترمیستورها در محدودکننده‌های جریان هجومی، حسگرهای دما، محافظ‌های اضافه جریان و عناصر گرمایی خود تنظیم، استفاده می‌شود.
آیا می دانستید به راحتی می توانید از سایت اصاکو ترموکوپل نوع K/ غلاف کوتاه / رزوه دار و ترموکوپل غلاف فلزی تیپ K را به صورت اینترنتی خرید کنید و به آسانی تحویل بگیرید؟
RTD چیست؟
آشکارسازهای دمایی مقاومتی (Resistance Temperature Detectors)، حسگرهای دمایی هستند که مقاومتشان همزمان با تغییرات دما، تغییر می‌کند. (مثل سنسور دما مقاومتی PT100 کلاس A سه سیمه در شکل روبه رو) دقیق، پایدار و قابلیت تکرارپذیری، سبب شده است که از این حسگرهای دما در بسیاری از دماهای کاری استفاده شود.RTD ها نسبت به ترموکوپل‌ها دقت بیشتری دارند و به سادگی قابل تعویض هستند. همچنین در طی طول عمر خود پایدار هستند. برای بهبود پایداری این حسگرها، از پلاتین در ساخت آنها استفاده می‌شود.
برای یافتن اطلاعات بیشتر در مورد سنسور PT100می توانید از مقاله “سنسور PT100 چیست” بازدید کنید.
۲-سنسور دما غیرتماسی
حسگرهای دمای غیر تماسی (Non-Contact Tempreture Sensors)، بدون تماس مستقیم و با اندازهگیری حرارت تابشی جسم، دمای آن را اندازهگیری می‌کنند. از سنسورهای دمای غیر تماسی برای اندازهگیری دما از یک فاصله و معمولا در محیط‌های پر خطر استفاده می‌شود. مانند سنسور دمای مادون قرمز که در سال ۲۰۲۰، زمانی که کووید-۱۹ در جهان همه‌گیر شد، از آنها برای اندازهگیری دمای بدن افراد استفاده شد تا در صورت مشاهده علایم تب، از ورود آنها به مکان‌های انتقال احتمالی جلوگیری کنند. انواع مختلفی از دستگاه های سنجش دمای مادون قرمز، هم به صورت قابل حمل و دستی و هم به صورت نصب‌شده در مکان ثابت وجود دارند.
سنسور دما نیمه رسانا
دسته دیگری از سنسورهای دما به نام سنسورهای دمای نیمه هادی (Semiconductor Temperature Sensors) وجود دارند که که در دو دسته بالا (تماسی و غیر تماسی) نمی‌گنجند. حسگرهای دمایی نیمه رسانا در یک مدار مجتمع قرار می‌گیرند. این حسگرها از دو دیود یکسان با مشخصه ولتاژ به جریان حساس به دما، ساخته شده‌اند. و برای نظارت دمایی استفاده می‌شوند . دارای پاسخ خطی هستند اما دقتشان پایین است. سنسورهای دمای نیمه‌هادی المان‌هایی هستند که به شکل مدارهای مجتمع (IC) یعنی آیسی ها تولید می‌شوند، از این رو به عنوان سنسورهای دمای آی سی شناخته می‌شوند و محبوب ترین آنها عبارتند از AD590 و LM35.
