سنسور دماسنج چیست؟ مزایا کاربرد و مشخصات

سنسور دماسنج یا حسگر دما (Temperature Sensor)، تجهیزی الکترونیکی است که تغییرات دما را به سیگنال‌های الکتریکی میلی اهمی یا میلی ولتی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند. این سیگنال‌ها سپس جهت سنجش دما می‌توانند توسط دستگاه‌های مختلفی مانند میکروکنترلرها، کامپیوترها و نمایشگرها پردازش و نمایش داده شوند.

معروف ترین و پرکاربردترین سنسور دما در صنایع فرآیندی، ترموکوپل می باشند. ترموکوپل (T/C) از دو فلز غیر مشابه ساخته شده است که ولتاژ الکتریکی را به نسبت مستقیم با تغییر دما تولید می کنند. سنسور دمای مقاومتی RTD یک مقاومت متغیر است که مقاومت الکتریکی خود را متناسب با تغییر دما به صورت دقیق، قابل تکرار و تقریباً خطی تغییر می‌دهد.

سنسور دما یکی از اجزای اصلی ترانسمیتر دما نیز به شمار می رود و قابلیت اندازه گیری دما را دارد. در نهایت دمای اندازه گیری شده سیال در قالب سیگنال های ولتاژی و مقاومتی توسط ترانسدیوسر به سیگنال جریانی 4 تا 20 میلی آمپر قابل فهم برای اتاق کنترل تبدیل می شود.

انواع سنسور دماسنج

سنسورهای دما جهت اندازه گیری دمای سیالات مختلف به صورت تماسی و غیر تماسی مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین انواع مختلفی از سنسورهای دما بر اساس نوع عمکرد و ساختار تولید می شوند.

سنسورهای دمای تماسی برای اندازه‌گیری دما از تماس مستقیم با سیال استفاده می‌کنند. انواع رایج سنسورهای تماسی شامل ترموکوپل‌ها، ترمیستورها و RTD می شود که می‌توانند دمای مایعات یا گازها را در دامنه وسیعی از دماها تشخیص دهند. از مزایای این نوع سنسورها می‌توان به دقت بالا و پاسخ سریع به تغییرات دما اشاره کرد.

سنسورهای دما نوع غیر تماسی برای اندازه‌گیری دما به تماس مستقیم با جسم نیاز ندارند و دما را از طریق تشعشعات ساطع شده از منبع گرما اندازه‌گیری می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود که سنسورهای غیر تماسی برای اندازه‌گیری دما در شرایطی که تماس ممکن نیست یا خطرناک است، بسیار مناسب باشند.

از انواع سنسورهای غیرتماسی میتوان به سنسورهای مادون قرمز و حرارتی اشاره کرد که دما را بدون تماس و از فاصله اندازه گیری می کنند.

انتخاب نوع مناسب سنسور دما بستگی به نیازهای خاص کاربرد، دقت مورد نیاز، شرایط محیطی و نوع ماده‌ای که دما باید اندازه‌گیری شود دارد. هر کدام از انواع سنسورهای دمایی که در زیر ذکر می شود مزایا و معایبی دارند که بر اساس آن در کاربردهای صنعتی مختلف استفاده می شوند:

1. ترموکوپل
2. سنسور دما مقاومتی RTD
3. ترمیستور

ترموکوپل ‌ (Thermocouple)

ترموکوپل از پرکاربردترین سنسورهای دمایی است که به صورت زوج سیم به کار می رود. این سنسور از دو سیم فلزی مختلف (غیر هم جنس) تشکیل شده است که در یک سر به هم وصل شده اند. هنگامی که این اتصال (Hot Junction) تغییر دما را تجربه می کند، یک ولتاژ (معروف به اثر Seebeck) تولید می کند که می تواند اندازه گیری شود.

مزایای استفاده از ترموکوپل

• دقت بالا و دامنه دمایی وسیع: این سنسورها قادر به اندازه‌گیری دما از -200 درجه سانتی‌گراد تا 2000 درجه سانتی‌گراد هستند.
• هزینه مقرون به صرفه: ترموکوپل‌ها به نسبت سایر سنسورهای دما از نظر اقتصادی بسیار مناسب هستند و هزینه کمتری دارند، که آن‌ها را به گزینه‌ای جذاب برای بسیاری از کاربردها تبدیل می‌کند.
• دوام و پایداری در دماهای بالا: این سنسورها قادر به اندازه‌گیری دماهای بسیار بالا با دقت و پایداری زیاد هستند. این ویژگی آن‌ها را برای استفاده در محیط‌های صنعتی و شرایط سخت بسیار مناسب می‌سازد.
• قابلیت جابجایی و نصب آسان: ترموکوپل‌ها به راحتی قابل حمل و نصب هستند. این ویژگی به کاربران این امکان را می‌دهد که به سادگی آن‌ها را در مکان‌های مختلف جابجا کنند و در شرایط مختلف مورد استفاده قرار دهند.
• ساختار مقاوم: این سنسورها به سرعت به تغییرات دما پاسخ می‌دهند و دارای ساختاری مقاوم هستند که امکان استفاده در شرایط سخت را فراهم می‌سازد.
• ابعاد کوچک و تنوع در قطرها: ترموکوپل‌ها در اندازه‌های مختلف و با قطرهای متنوعی تولید می‌شوند، که این امر انعطاف‌پذیری بالایی را در استفاده از آن‌ها فراهم می‌کند و می‌تواند به راحتی با نیازهای خاص هر کاربرد سازگار شود.
• زمان پاسخ سریع: ترموکوپل‌ها به سرعت به تغییرات دما واکنش نشان می‌دهند، که این ویژگی آن‌ها را برای کاربردهایی که نیاز به اندازه‌گیری فوری دما دارند، مناسب می‌سازد.
• مقاومت خوب در برابر ارتعاش: این سنسورها به خوبی در برابر محیط‌های لرزشی مقاومت می‌کنند و می‌توانند در شرایطی که لرزش وجود دارد، عملکرد قابل اعتمادی داشته باشند. این ویژگی آن‌ها را برای استفاده در صنایع مختلف، از جمله خودروسازی و تولید، ایده‌آل می‌سازد.

علاوه برمزایای فوق دارای معایبی نظیرغیر خطی بودن، حساسیت به تداخل الکتریکی و الکترومغناطیسی، نیاز به جبران سازی اتصال سرد، دریفت و تخریب و کاهش دقت در طول زمان است.

سنسور دما مقاومتی (RTD)

سنسورهای دما مقاومتی یا Resistance Temperature Detector یکی دیگر از انواع سنسورهای دمایی است که در مقایسه با ترموکوپل محدوده دمایی کمتری 200- تا 850 درجه سانتی گراد را پوشش می دهد.

(RTD) بر اساس این اصل کار می کند که مقاومت الکتریکی مواد خاص به طور قابل پیش بینی با دما تغییر می کند. این سنسورها به دلیل دقت، پایداری و پاسخ خطی خود شناخته شده اند و برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی و آزمایشگاهی مناسب هستند.

مزایای استفاده از سنسور مقاومتی (RTD)

• دقت بالا: سنسورهای مقاومتی به دلیل دقت بالای خود، معمولاً در ± 0.1 درجه سانتی گراد شناخته می شوند. این باعث می شود آنها برای کاربردهایی مناسب باشند که در آن خوانش دقیق دما بسیار مهم است.
• پایداری عالی: سنسورهایRTD دقت و عملکرد خود را در طول زمان حتی در شرایط محیطی متفاوت حفظ می کنند. این پایداری نیاز به کالیبراسیون مجدد مکرر را کاهش می دهد.
• پاسخ خطی: رابطه مقاومت و دما این سنسورها در یک محدوده دمایی وسیع تقریباً خطی است. این خطی بودن کالیبراسیون را ساده می کند و امکان تفسیر ساده اندازه گیری ها را فراهم می کند.
• محدوده دمای گسترده: RTD ها می توانند طیف وسیعی از دماها را اندازه گیری کنند، معمولاً از -200 درجه سانتیگراد تا بیش از 850 درجه سانتیگراد، بسته به طراحی خاص و مواد مورد استفاده. این باعث می شود آنها برای کاربردهای مختلف صنعتی و آزمایشگاهی مناسب باشند.
• ساختار مقاوم: در حالی که RTD ها می توانند شکننده تر از برخی سنسورهای دیگر باشند، اغلب با غلاف های محافظ (مانند فولاد ضد زنگ) طراحی می شوند که دوام آنها را افزایش می دهد و به آنها اجازه می دهد در محیط های خشن مقاومت کنند.
• دریفت کم: آن ها در طول زمان رانش کم را نشان می دهند، به این معنی که مقاومت آنها با افزایش عمر یا عوامل محیطی تغییر قابل توجهی نمی کند. این ویژگی به قابلیت اطمینان آنها در برنامه های نظارت طولانی مدت کمک می کند.
• تکرار پذیری: این سنسورها اندازه‌گیری‌های ثابت و قابل تکراری را ارائه می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که دمای یکسان در آزمایش‌های مختلف مقاومت یکسانی را نشان می‌دهد.

ترمیستور (Thermistor)

ترمیستور نوعی سنسور دما است که با تغییر دما تغییر قابل توجهی در مقاومت الکتریکی نشان می دهد. به دلیل حساسیت و دقت در اندازه گیری دما در کاربردهای مختلف کاربرد فراوانی دارند.

مقاومت یک ترمیستور به طور قابل توجهی با تغییرات دما تغییر می کند. این تغییر را می توان اندازه گیری کرد و به خوانش دما تبدیل کرد. رابطه بین مقاومت و دما غیر خطی است و برای اندازه گیری های دقیق نیاز به کالیبراسیون دارد.

مزایای استفاده از ترمیستور

• حساسیت بالا و زمان پاسخ سریع: این سنسورها دارای حساسیت بالایی هستند و به سرعت به تغییرات دما واکنش نشان می‌دهند.
• هزینه کم و ابعاد کوچک: RTDها به نسبت هزینه مناسبی دارند و در اندازه‌های کوچکی طراحی شده‌اند که امکان استفاده در فضاهای محدود را فراهم می‌کند.
• نصب و راه‌اندازی آسان: فرآیند نصب و راه‌اندازی این سنسورها بسیار ساده است و نیاز به تخصص خاصی ندارد.

کاربردهای سنسور دماسنج

سنسورهای دما اجزای ضروری در طیف وسیعی از کاربردها در صنایع مختلف هستند. در ادامه برخی از کاربردهای کلیدی سنسورهای دما آورده شده است:

• فرآیندهای صنعتی: حسگرهای دما فرآیندهای تولید مانند اجاق‌ها، کوره‌ها و کوره‌ها را نظارت و کنترل می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که مواد در دمای مناسب پردازش می‌شوند. برای حفظ شرایط واکنش بهینه در راکتورهای شیمیایی و نظارت بر دمای مواد خطرناک استفاده می شود.
• سیستم های HVAC: گرمایش و تهویه مطبوع (HVAC): سنسورهای دما با تنظیم سیستم های گرمایش و سرمایش برای حفظ آسایش داخل خانه بسیار مهم هستند. آنها به نظارت بر دمای محیط و تنظیم عملکرد سیستم بر اساس آن کمک می کنند.
• صنایع غذایی و آشامیدنی: سنسورهای دما برای نظارت بر دمای پخت و پز در اجاق‌ها همچنین دمای نگهداری در یخچال و فریزر استفاده می‌شوند و از ایمنی و کیفیت مواد غذایی اطمینان حاصل می‌کنند.

تجهیز صنعت با بیش از دو دهه سابقه درخشان، یکی از شرکت های فعال در حوزه تامین تجهیزات ابزار دقیق، اتوماسیون صنعتی، شیرآلات صنعتی و پایپینگی و آنالایزرهای شیمیایی، تجهیزات کالیبراسیون و تست و اندازه گیری پرتابل است.

انواع سنسور دماسنج نظیر ترموکوپل، RTD با مشخصات فنی مختلف با بهترین کیفیت و قیمت مناسب ارائه می شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه خرید، مشاوره فنی و استعلام قیمت سنسور دماسنج با کارشناسان فروش ما 02187700142تماس بگیرید.

این مطلب توسط جهان صنعت نوشته نشده و انتشار آن به منزله تایید محتوا نیست