Датчики температуры

Современные датчики температуры прошли долгий путь технического прогресса и совершенствования. В настоящее время их можно встретить в различных модификациях, которые классифицируются по различным критериям. В зависимости от способа передачи и отображения данных измерения температуры они делятся на цифровые и аналоговые. Цифровые датчики являются более современным вариантом, поскольку данные выводятся на экран дисплея и передаются по электронным системам связи, в то время как аналоговые устройства имеют циферблаты для отображения данных, а также электрический или механический способ передачи измерений.

По принципу действия датчики можно разделить на:

• термоэлектрические;
• полупроводниковые;
• пирометрические;
• терморезистивные;
• акустические;
• пьезоэлектрические.

Работа термоэлектрических датчиков основана на принципе термопары, согласно которому все металлы имеют определенную электронную валентность (количество свободных электронов на внешних атомных орбиталях, не участвующих в прочных связях). Под воздействием сил, придающих дополнительную энергию свободным электронам, они могут покинуть атом, что приводит к движению заряженных частиц. При соединении двух металлов с различными потенциалами выхода электронов и последующем нагревании спая возникает разность потенциалов.

Полупроводниковые датчики температуры выпускаются с определенной вольтамперной характеристикой, построенной на основе кристаллов. Такие датчики обеспечивают точность измерений и могут быть настроены в соответствии с рабочими параметрами оборудования. Они обладают высокой точностью и не зависят от продолжительности работы.

Эффективность бесконтактных термометров обеспечивают пирометры, которые улавливают даже малейшие колебания температуры поверхности любого объекта. Они нашли широкое применение во время пандемии коронавируса, а также для тепловизионной оценки конструкций, объектов, строительных площадок и зданий.

В основе терморезистивных датчиков температуры лежат термисторы, обладающие определенной зависимостью сопротивления от температуры. При повышении температуры сопротивление резисторов изменяется, что позволяет контролировать состояние объекта в реальном времени. Они обеспечивают отличный шаг измерения и высокую точность в десятых и сотых долях градуса Цельсия.

Акустический датчик температуры относится к бесконтактному типу, что позволяет проводить измерения в опасных или труднодоступных местах. Он работает на основе сравнения скорости звука, издаваемого источником, в зависимости от температуры материала или поверхности.

Для работы пьезоэлектрического датчика используется распространение колебаний кварцевого кристалла при подаче на него электрического тока. Для регистрации изменений температуры эта частота измеряется и затем сравнивается с заранее заданным набором значений, представляющих различные температуры.