Sări la conţinut

Tipuri de senzori de temperatură: cum funcționează și în ce proiecte se folosesc

Trăim într-o lume în care suntem înconjurați de senzori. Îi găsim în diferite componente și aparate din interiorul caselor, birourilor, chiar și în vehiculele pe care le conducem. Detectarea prezenței umane, a fumului, a gazului, a focului, ajustarea temperaturii din încăpere, deschiderea automată a ușilor, toate aceste lucruri sunt posibile datorită senzorilor. Senzorul de temperatură este unul dintre cei mai populari senzori. Acesta detectează temperatura și măsoară fluctuațiile acesteia.

senzori de temperatura

Temperatura este una dintre cele mai des măsurate mărimi fizice. Când un senzor este introdus într-un obiect sau plasat pe suprafața acestuia va exista un transfer de căldură între senzor și obiect, astfel senzorul se va răci sau se va încălzi. Acelaşi fenomen va apărea şi în cazul transferului de energie termică sub formă de radiaţie energetică în IR, senzorul va absorbi sau emite radiaţie IR în funcţie de temperatura corpului monitorizat.

Datorită diversităţii enorme de cerinţe legate de măsurarea temperaturii, se găsesc în prezent un număr foarte mare de senzori, traductoare şi echipamente de măsurare a temperaturii. Tocmai de aceea, s-a ajuns în punctul în care dificultatea o prezintă nu atât măsurarea în sine, cât alegerea corespunzătoare a senzorului şi a echipamentului de măsurat.

Clasificarea senzorilor: tipuri de senzori de temperatură

Senzorul este un dispozitiv tehnic care reacționează la anumite proprietăți fizice sau

chimice ale mediului din preajma lui. Ca parte componentă a unui aparat sau sistem poate măsura sau înregistra, de exemplu, temperatura, presiunea, umiditatea, câmpul magnetic, accelerația, forța, intensitatea sonoră, radiațiile. Senzorii de temperatură folosiți pentru diverse proiecte au o mare varietate, datorită gamei largi de temperaturi care se măsoară, precum și preciziei cu care măsoară. 

senzori de temperatura

Senzorii de temperatură sunt clasificaţi, în general, ca fiind:

  • Termoelectrici sau termocupluri (sunt senzori generatori şi nu necesită alimentare). Senzorii termoelectrici  se bazează pe efectul Seebeck, care constă în apariţia unei forţe termoelectrice într-un circuit electric în care se află două joncţiuni din metale sau aliaje de metal. Valoarea forţei depinde de diferenţa dintre temperaturile joncţiunilor şi de tipul acestora. Sudura caldă este joncţiunea de măsurare, iar capetele libere ale conductoarelor creează punctul de referinţă. 
  • Rezistivi (sunt senzori care necesită alimentare). Senzorii rezistivi folosesc modificarea rezistenţei materialului declanşată de schimbările de temperatură. Materialul termorezistiv cel mai des folosit este platina, însă există termorezistoare fabricate din nichel sau cupru. 
  • Termistori. Senzorii termistori sunt o variantă a termorezistoarelor realizate din aliaje metalo-ceramice cu coeficienţi de temperatură ridicaţi. 

De exemplu, majoritatea termometrelor electrice sunt bazate pe senzori rezistivi (senzori RTD) sau senzori termoelectrici (senzori TC). 

senzori de temperatura

Pentru a face o alegere corectă a senzorului de temperatură, trebuie analizate cerințele legate de intervalul de temperatură în care trebuie să funcționeze, timpul de răspuns, sensibilitatea, temperatura maximă la care va fi supus senzorul, timpul de utilizare, costurile.

În momentul în care achiziționezi un senzor de temperatură, iată o mare parte dintre criteriile de alegere după care să te ghidezi:

  • Gama de temperatură. Gama de temperatură a unui senzor definește temperaturile la care senzorul este evaluat să funcționeze în siguranță și să ofere măsurători exacte. De exeemplu, senzorii RTD oferă o gamă mai mică de temperatură în schimbul uneia liniare și acuratețe mai buna, iar termistorii oferă cele mai scăzute temperaturi, dar o sensibilitate excelentă. 
  • Liniaritatea. Un senzor de temperatură ideal ar avea un răspuns perfect liniar: o schimbare de temperatură a unității ar duce la o schimbare a unității de tensiune în întreaga gamă de temperatură a senzorului. În realitate, însă, niciun senzor nu este perfect liniar. 
  • Sensibilitatea. Sensibilitatea unui senzor de temperatură indică schimbarea procentuală a puterii măsurate pentru o anumită modificare a temperaturii. Un senzor mai sensibil, cum este termistorul, poate detecta mai ușor modificări mici ale temperaturii față de un termocuplu. Dar, această sensibilitate se face totuși în detrimentul liniarității. 
  • Timpul de răspuns. Timpul de răspuns reprezintă măsura de timp pe care un senzor o ia pentru a răspunde la o modificare a temperaturii. Mulți factori pot determina creșterea sau scăderea timpilor de răspuns. De exemplu, un senzor RTD sau un termistor cu o dimensiune mai mare, de exemplu, are un timp de răspuns mai lent decât un senzor mai mic. În schimbul acestui inconvenient, vine avantajul de a fi mai puțin susceptibil de erori de auto-încălzire. 
  • Stabilitatea. Stabilitatea unui senzor de temperatură înseamnă capacitatea de a menține o producție consistentă la o temperatură dată . Materialul joacă un rol-cheie în stabilitatea unui senzor. RTD-urile sunt adesea construite din platină pentru acest motiv, precum și pentru a asigura reactivitate scăzută. 
  • Acuratețea.  Alegerea senzorilor și a echipamentelor de măsurare joacă un rol semnificativ în precizia absolută a măsurătorilor, dar detalii mai mici, cum ar fi cablarea, apropierea relativă de alte echipamente, ecranarea, împământarea și așa mai departe, pot afecta și acuratețea. 
  • Durabilitatea. Pentru a te asigura că senzorii de temperatură aleși pentru proiectele dorite rămân operaționali pe toată durata aplicației, trebuie să înțelegi mediulde acțiune. Unii senzori (termocupluri, de exemplu) sunt în mod inerent mai rezistenți datorită construcției lor. Metalele selectate pentru un anumit termocuplu au totuși rezistențe diferite la coroziune. 

senzori de temperatura

5 tipuri de senzori de temperatură compatibili cu Arduino

Există o mare varietate de senzori de temperatură cu caracteristici diferite pe care îi poți utiliza în diverse proiecte. Îți prezentăm 5 senzori de temperatură, compatibili cu Arduino, dar și cu alte plăci de dezvoltare:

  1. BME280 este un senzor barometric care măsoară atât temperatura, cât și umiditatea. Poate comunica prin protocolul de comunicație I2C sau SPI, iar modulul BME280 poate fi alimentat fie cu 3.3, fie cu 5V.
  2. DHT11 este un senzor digital de temperatură care măsoară temperatura și umiditatea. Acest tip de senzori conține o plăcuță de circuit care face conversie analogică la digitală și redă un semnal digital cu date despre temperatură și umiditate. Acest lucru îl face foarte ușor de utilizat cu orice microcontroler, inclusiv cu Arduino.
  3. TMP36 este un senzor analogic de temperatură. Emite o valoare analogică proporțională cu temperatura mediului ambiant.
  4. Senzorul de temperatură DS18B20 este un senzor de temperatură digital cu fir. Spre deosebire de alți senzori de temperatură, acesta permite conectarea simultană a unui număr foarte mare de senzori de temperatură (fiecare senzor dispune de o adresă unică pe 64 de biți), iar lungimea firelor poate atinge fără probleme câteva sute de metri.
  5. Senzorul de umiditate brick este o componentă care sesizează nivelul de umiditate al mediului ambiant. Valoarea citită pe portul analogic variază între 900  (mediu saturat cu vapori de apă) și 300 (foarte uscat). Pinul de semnal (stânga) se conectează la un pin analogic al Arduino. 

Dacă ai nevoie de senzori de temperatură pentru proiectele tale cu Arduino și nu numai, intră pe RoboFun.ro și alege modelele dorite.

 

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Google

Comentezi folosind contul tău Google. Dezautentificare /  Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare /  Schimbă )

Conectare la %s

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.

<span>%d</span> blogeri au apreciat: