Senzor de temperatură

Senzorul de temperatură este un dispozitiv care permite evaluarea valorii unui parametru și, dacă este necesar, transferarea informațiilor în continuare de-a lungul circuitului de comandă.Astăzi, testele individuale sunt echipate cu acest tip de corpuri de iluminat, ceea ce face utilizarea convenabilă.Senzorii de temperatură variază în ceea ce privește designul și funcționalitatea. Altele sunt destinate să evalueze starea laptelui, altele sunt potrivite pentru metale topite.

Istoria termometrelor

Cercetătorii nu sunt de acord cu cine a inventat primul termometru. Candidați pentru rolul:

1. Galileo Galilei.
2. Cornelis Drebbel.
3. Robert Flood.
4. Santorio Santorio.

Mai mult Philo din Bizantin și Heron din Alexandria erau conștienți de proprietățile în schimbare ale substanțelor sub acțiunea temperaturii.În special, anticii interesați de aer. Se observă că, atunci când temperatura balonului etanș, parțial umplut cu apă, nivelul de separare a mediului se mișcă.Acest lucru este foarte similar cu dispozitivele moderne de mercur. Galileo Galilei a numit inventatorul acestei clase de dispozitive - termoscoapele proiectate de cercetători. Diferența este lipsa de scară.

Forțat să recunoască pionierul lui Robert Flud, care a fost primul care a cuantificat măsurarea schimbării în 1638.Designul a fost extrem de reușit. Ceva similar este folosit în industrie și astăzi.În 1613 și 1611, Santorio Santorio și Francesco Sagredo au experimentat deja cu scara. Termenul "termometru" este menționat pentru prima dată în ediția 1624 La Récréation Mathématique.

A devenit rapid clar că coeficientul termic de expansiune a apei nu a fost ridicat, încă din 1654 a apărut un analog cu alcoolul, până în 1730, designul a dobândit un aspect practic modern( amploarea fizicii Reaumur este încă utilizată în Franța).Oamenii de știință au experimentat în mod activ și alte lichide.În paralel, se desfășurau lucrări pe scară: în 1665, Christian Huygens a propus puncte standard de fierbere și puncte de îngheț pentru apă.

Nu a existat nici o singură noțiune a gradului de absolvire până când, în 1742, Celsius a împărțit distanța dintre cele două puncte menționate mai sus în sute de părți egale( în versiunea originală, punctul de fierbere al apei a fost considerat zero și topirea gheții a reprezentat 100 de grade).Aparatul apare în vizualizarea curentă.În 1848, William Thomson( Lordul Kelvin) a demonstrat posibilitatea creării unei scări absolute cu zero sub care temperatura nu mai va cădea( minus 273,16 grade Celsius - zero la scara Kelvin).Gradul de magnitudine Celsius și Kelvin este egal.

Forma finală a compoziției termometrului a avut loc în 1714, mulțumită lui Daniel Fahrenheit, care a stabilit că coeficientul maxim de expansiune termică este caracterizat prin mercur.În 1724, sticla de sticlă își oferea propria scală, numele dispozitivului este povestea lui Ray Bradbury( temperatura unui amestec de apă, sare și gheață a fost luată drept punct de referință).Povestea nu se termină acolo, iar în 1999 a apărut primul termometru temporar fără contact. Aceleași sunt folosite, de exemplu, pentru a aduce laptele, destinat alimentelor.

Cum se măsoară temperatura

Pentru măsurători se utilizează proprietățile termometrice ale substanțelor. Sună trivial, ca expresia "ulei uleios", dar aceasta este realitatea. Substanțele depind de temperatura:

1. Dimensiunile geometrice. Calitatea menționată a fost remarcată de antici pe exemplul aerului și apei.În lumea de astăzi, capacitatea de expansiune termică diferită a două metale diferite este folosită mai des. Ele sunt conectate într-o bandă, "înapoi în spate", se dovedește senzorul. Termometrul este numit bimetalic. Proprietăți similare într-o pereche arată, de exemplu, fier și zinc. Cele două benzi, care se îmbină împreună cu nituri, se vor îndoi când se încălzesc. Rezistența electrică
2. .Calitatea este utilizată în mod activ în tehnologia semiconductoarelor. Toate frigiderele ieftine, unde este irațional să se utilizeze un termocuplu, sunt livrate cu rezistențe similare. Proprietatea funcționează în practică.Desigur, proprietățile materialelor sunt diferite, rata de schimbare a parametrilor nu este aceeași.
3. Forța electromotoare. Oamenii de stiinta au descoperit ca semiconductorii individuali pot forma un potential cand sunt incalziti. Calități similare sunt caracterizate de minerale. De exemplu, faimosul turmalin, numit pentru capacitatea sa de a atrage cenușă( când sa încălzit, suprafața cristalului a dobândit o taxă care a cauzat fenomenul specificat).
4. Spectru de radiație. Un corp plasat într-un mediu rece emite valuri de natură electromagnetică.Și pe graficul de densitate a radiațiilor, se pare că o cocoșă cu un vârf mutat spre stânga. Cu cât temperatura este mai ridicată, cu atât mai mare se deplasează scara de frecvență.De exemplu, soarele este atât de fierbinte încât maximul radiației solare cade pe spectrul vizibil în zona verde.În mod similar, un fierar văd nuanțele schimbătoare de metal roșu-cald, în timp ce blănurile ventilează focul. Spectrul termometru permite măsurători la distanță.Procesul de măsurare

Clasificarea extinsă a termometrelor

Să facem o rezervare care, în cadrul revizuirii, nu separă pirometrele de subiectul respectiv. Aceasta este o clasă ușor diferită de dispozitive, este utilizată în mod activ în scopuri similare ca senzorii de temperatură.Deci, este obișnuit să se facă distincția între: termometrele de expansiune

• .Bazat pe capacitatea corpurilor de a schimba dimensiunile geometrice:

1. Termometre din sticlă lichidă - în afara ferestrei. S-au luat deja în considerare senzorii de temperatură.Mercurul este adesea utilizat ca lichid din mai multe motive: păstrează starea de agregare într-o gamă largă de condiții de mediu, nu umezește sticla și este ușor extras din componente naturale. Dezavantajele includ toxicitate, un coeficient mic de expansiune a temperaturii și înghețare deja la minus 35 de grade Celsius. Acest lucru amintește de avantajele termometrelor de alcool.
2. Termometrele cu ecartament se bazează pe dependența de temperatură a presiunii de vapori a unei substanțe în camera de lucru. Astfel de sisteme sunt ușor folosite ca termostate de frigidere vechi, în cazul în care nu există nici o electronică.Pro: sistemul nu are nevoie de alimentarea cu energie electrică, ceea ce simplifică foarte mult proiectarea dispozitivului. Acești senzori de temperatură sunt localizați în zona vaporizatorului, printr-un tub conectat la controler( situat în compartimentul de refrigerare), unde există un releu.

• Senzorii termometrici și termometrele de rezistență includ termocupluri și termistori. Acesta este un subiect neclar, să atingem un pic mai jos. Materialele folosite pentru acești senzori de temperatură sunt metalele, semiconductorii și alte clase ale tabelului periodic.

Design termometru

Dispozitivul care afișează interfața dintre două medii este recunoscut ca fiind primul și cel mai răspândit în viața de zi cu zi. Acesta nu este singurul model. Termometre de greutate folosite anterior. Aceasta a constat dintr-o bilă cu platină goală, parțial umplută cu mercur și cu o gaură capilară în partea de jos. Cu cât temperatura creștea, cu atât mai mult aerul din sferă se extindea. Ca rezultat, mai multe picaturi de mercur au scapat. Ca rezultat, echilibrul a urmat, temperatura a fost evaluată de masa rămasă.

Un termometru cu rezistență la platină este utilizat ca referință( de la 13,81 la 903,89 grade Kelvin), iar un germaniu este folosit mai jos( până la 4,2 K).Deasupra limitei specificate, platina deja utilizată.În cele din urmă, se utilizează un pirometru cvasi-monocromatic de peste 1337,58 grade Kelvin. Cu ajutorul acestor instrumente au obținut date despre lume. Este logic să folosiți aceste dispozitive pentru tartări. Pirometrul cvasi-monocromatic funcționează deja pe baza unei estimări a spectrului, nu are nicio legătură cu rezistența. La o temperatură de 6300 K, majoritatea aliajelor sunt deja atrase în abur și pirometrele de radiație cu microunde sunt utilizate peste marcajul menționat mai sus și până la 100.000 K.

Principiul funcționării construcției unui pirometru optic cvasi-monocromatic se bazează pe compararea spectrului corpului studiat cu spectrul filamentului de referință( tungsten).Dispozitivul include o lentilă, vizorul este echipat cu un filtru care transmite un spectru predominant vizibil de unde. Este posibil să se regleze încălzirea firelor cu ajutorul unui reostat, pentru ao vedea în fundalul corpului studiat. Atunci când obiectele devin indisociabile( îmbinare), se atinge temperatura dorită de tungsten. Precizia depinde foarte mult de experimentator: metoda este contraindicativă pentru orbirea de culoare. Limita superioară a măsurătorilor este limitată de punctul de topire al firelor.

Alte pyrometre cvasi-monocromatice care utilizează filtre separă unele componente ale spectrului. De exemplu, roșu și albastru, și apoi prin intensitatea lor determină temperatura. Senzorii fotometrici sunt deja utilizați aici: lumina incidentă modifică proprietățile materialelor semiconductoare. Dispozitive cunoscute care evaluează întreaga gamă de emisii. Vorbim despre luminozitatea integrală, atunci când imaginea obiectului se concentrează asupra elementului sensibil.

Sub punctul 4.2 K se aplică un număr de scale de referință.Pentru temperaturile ultraviolete de la 0,01 la 0,8 K, se folosește dependența susceptibilității magnetice a unei substanțe de gradul de încălzire( este mai adecvat să se vorbească despre răcire).În restul intervalului, se utilizează dependența de presiunea vaporilor de heliu saturat( 3 și 4).

Pe lângă principiile enumerate în secțiunea anterioară, sunt cunoscute alternative care nu sunt folosite în viața de zi cu zi. Dacă nu țineți cont de dispozitivele din tema construcției. Acum vorbim de imaginile termice, unde se folosește o evaluare vizuală a terenului general.În acest sens, dispozitivele seamănă cu pirometrele optice. Constructorul prin ochi găsește zone care distrag atenția asupra imaginii generale, ia măsuri corective adecvate. Restul imaginii funcționează pe baza unei matrice de elemente fotosensibile. Instrumentul nu include măsurarea temperaturii( doar o evaluare calitativă).

Nu vom vorbi despre termocupluri si rezistente, informatia pentru majoritatea cititorilor este deja cunoscuta. Menționăm doar faptul că două clase de dispozitive sunt adesea folosite în viața de zi cu zi. Inclusiv sondele testerilor de mai sus. Dependența de temperatură a rezistenței este de obicei liniară, unghiul depinde de material.În ceea ce privește termocuplurile, senzorii sunt compuși din două semiconductori diferiți. O schimbare a temperaturii duce la formarea potențialului la concluziile structurii.

Astăzi senzorii elementari sunt adesea incluși în compoziția microcipurilor. Nu este o veste că soluțiile integrate sunt mult mai ușor de utilizat.În mod similar, senzorul de mișcare este alimentat cu umplutură electronică pentru a amplifica semnalul original la o valoare acceptabilă.Introduceți domeniul capabilităților senzorilor de temperatură integrați și alte funcții. Principiile de măsurare a temperaturii sunt puține, dacă nu țineți cont de exoticele, ca de susceptibilitatea magnetică, acestea sunt toate simple.În aparatele de uz casnic, de exemplu, plăcile bimetalice sunt adesea folosite.