เซ็นเซอร์อุณหภูมิทำงานอย่างไร?

เซ็นเซอร์อุณหภูมิเป็นอุปกรณ์ที่ตรวจจับและวัดอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า สัญญาณนี้สามารถใช้ในการตรวจสอบควบคุมหรือควบคุมกระบวนการและระบบต่างๆ ในฐานะซัพพลายเออร์เซ็นเซอร์อุณหภูมิชั้นนำฉันรู้สึกตื่นเต้นที่จะแบ่งปันกับคุณว่าอุปกรณ์ที่น่าทึ่งเหล่านี้ทำงานอย่างไร

พื้นฐานของการวัดอุณหภูมิ

ก่อนที่จะเจาะลึกลงไปในการทำงานภายในของเซ็นเซอร์อุณหภูมิจำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดของอุณหภูมิและวิธีการวัด อุณหภูมิเป็นปริมาณทางกายภาพที่แสดงถึงระดับความร้อนหรือความเย็นของสาร มันเป็นพารามิเตอร์พื้นฐานในการใช้งานทางวิทยาศาสตร์อุตสาหกรรมและทุกวัน

เครื่องชั่งที่พบมากที่สุดที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิคือเซลเซียส (° C), ฟาเรนไฮต์ (° F) และเคลวิน (k) เซลเซียสมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศส่วนใหญ่สำหรับการวัดอุณหภูมิในชีวิตประจำวันในขณะที่ฟาเรนไฮต์มักใช้ในสหรัฐอเมริกา เคลวินเป็นหน่วย SI ของอุณหภูมิและมักจะใช้ในการใช้งานทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม

ประเภทของเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

มีเซ็นเซอร์อุณหภูมิหลายประเภทแต่ละประเภทมีหลักการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์ข้อดีและข้อ จำกัด บางประเภทที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ :

เทอร์โมคัปเปิล

เทอร์โมคัปเปิลเป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดเนื่องจากความเรียบง่ายความทนทานและช่วงอุณหภูมิกว้าง พวกเขาประกอบด้วยสายโลหะที่แตกต่างกันสองสายร่วมกันที่ปลายด้านหนึ่งเพื่อสร้างทางแยก เมื่อทางแยกสัมผัสกับความแตกต่างของอุณหภูมิแรงดันไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นข้ามสายไฟ แรงดันไฟฟ้านี้เป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทางแยกและปลายอีกด้านของสายซึ่งเรียกว่าทางแยกอ้างอิง

หลักการทำงานของเทอร์โมคัปเปิลนั้นขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ Seebeck ซึ่งตั้งชื่อตาม Thomas Johann Seebeck นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ตามเอฟเฟกต์ Seebeck เมื่อมีการรวมโลหะสองชนิดเข้าด้วยกันและมีการไล่ระดับอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองของทางแยกกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านวงจร ขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นขึ้นอยู่กับประเภทของโลหะที่ใช้และความแตกต่างของอุณหภูมิ

เทอร์โมคัปเปิลมีให้เลือกหลายประเภทเช่นประเภท K, ประเภท J, Type T และ Type E แต่ละอันมีช่วงอุณหภูมิและลักษณะเฉพาะของตัวเอง พวกเขามักใช้ในการใช้งานอุตสาหกรรมเช่นการตรวจสอบอุณหภูมิเตาเผาการวัดอุณหภูมิไอเสียของเครื่องยนต์และการแปรรูปอาหาร

เครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทาน (RTDs)

เครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทาน (RTDs) เป็นอีกประเภทหนึ่งของเซ็นเซอร์อุณหภูมิยอดนิยมที่รู้จักกันในเรื่องความแม่นยำสูงความเสถียรและการทำซ้ำ พวกเขาทำงานตามหลักการว่าความต้านทานไฟฟ้าของโลหะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความต้านทานของโลหะก็เพิ่มขึ้นในลักษณะที่คาดการณ์ได้

โดยทั่วไปแล้ว RTD จะใช้ลวดแพลตตินัมเป็นองค์ประกอบการตรวจจับเนื่องจากความเสถียรที่ยอดเยี่ยมความเป็นเส้นตรงและช่วงอุณหภูมิกว้าง ความต้านทานของลวดแพลตตินัมถูกวัดโดยใช้วงจรบริดจ์สโตนสโตนซึ่งเป็นวงจรไฟฟ้าที่สมดุลที่ใช้ในการวัดความต้านทานที่ไม่รู้จัก โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานอุณหภูมิสามารถกำหนดได้อย่างถูกต้อง

RTDs มีอยู่ในการกำหนดค่าที่แตกต่างกันเช่นฟิล์มบางและสายไฟ RTD แบบฟิล์มบางมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นและมีเวลาตอบสนองที่เร็วขึ้นในขณะที่ RTD แบบลวดมีความแม่นยำและความมั่นคงที่สูงขึ้น พวกเขามักใช้ในการใช้งานที่จำเป็นต้องมีการวัดอุณหภูมิที่แม่นยำสูงเช่นอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการการผลิตยาและระบบ HVAC คุณสามารถสำรวจRTD อุณหภูมิโพรบ NTC เทอร์มิสเตอร์สีดำลวด L600 มม.สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

เทอร์มิสเตอร์

เทอร์มิสเตอร์เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในความต้านทานต่ออุณหภูมิ พวกเขามีความไวสูงและสามารถให้การวัดอุณหภูมิที่แม่นยำในช่วงอุณหภูมิที่ค่อนข้างแคบ

เทอร์มิสเตอร์มีสองประเภทหลัก: ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบ (NTC) เทอร์มิสเตอร์และค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวก (PTC) เทอร์มิสเตอร์ เทอร์มิสเตอร์ NTC มีความต้านทานลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นในขณะที่เทอร์มิสเตอร์ PTC มีความต้านทานเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

เทอร์มิสเตอร์ NTC เป็นประเภทที่ใช้กันมากที่สุดเนื่องจากความไวสูงและต้นทุนต่ำ พวกเขามักจะใช้ในการใช้งานเช่นการชดเชยอุณหภูมิในวงจรอิเล็กทรอนิกส์การตรวจสอบอุณหภูมิของแบตเตอรี่และระบบควบคุมสภาพอากาศยานยนต์

เซ็นเซอร์อุณหภูมิวงจรรวม (IC)

เซ็นเซอร์อุณหภูมิวงจรรวม (IC) เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่รวมองค์ประกอบการตรวจจับอุณหภูมิเข้ากับวงจรการประมวลผลสัญญาณบนชิปเดียว พวกเขาเสนอระดับสูงของการรวมความแม่นยำและเอาท์พุทดิจิตอลทำให้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่หลากหลาย

เซ็นเซอร์อุณหภูมิ IC สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: อะนาล็อกและดิจิตอล เซ็นเซอร์อุณหภูมิอะนาล็อก IC ให้แรงดันเอาต์พุตแบบอะนาล็อกที่เป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิในขณะที่เซ็นเซอร์อุณหภูมิ IC ดิจิตอลให้สัญญาณเอาต์พุตดิจิตอลที่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับไมโครคอนโทรลเลอร์และอุปกรณ์ดิจิตอลอื่น ๆ

ตัวอย่างหนึ่งยอดนิยมของเซ็นเซอร์อุณหภูมิ IC ดิจิตอลคือเซ็นเซอร์อุณหภูมิ DS18B20- มันเป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอลที่มีความแม่นยำสูงซึ่งสามารถวัดอุณหภูมิได้ตั้งแต่ -55 ° C ถึง +125 ° C ด้วยความแม่นยำ± 0.5 ° C มันมักจะใช้ในแอปพลิเคชันเช่นระบบอัตโนมัติในบ้านการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมและระบบควบคุมอุตสาหกรรม

วิธีการใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิในการใช้งานเฉพาะ

เซ็นเซอร์อุณหภูมิมีบทบาทสำคัญในการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ นี่คือตัวอย่างของวิธีการใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิในแอปพลิเคชันเฉพาะ:

กาต้มน้ำไฟฟ้า

เซ็นเซอร์อุณหภูมิเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในกาต้มน้ำไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ พวกเขาจะใช้ในการตรวจสอบอุณหภูมิของน้ำภายในกาต้มน้ำและปิดองค์ประกอบความร้อนโดยอัตโนมัติเมื่อน้ำถึงจุดเดือด สิ่งนี้จะช่วยป้องกันกาต้มน้ำจากการเดือดแห้งและลดความเสี่ยงของการยิง

ของเราเซ็นเซอร์อุณหภูมิสำหรับกาต้มน้ำไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชันนี้ ให้การวัดอุณหภูมิที่แม่นยำและประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ทำให้มั่นใจได้ว่ากาต้มน้ำไฟฟ้าของคุณทำงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

ระบบ HVAC

ระบบทำความร้อนการระบายอากาศและเครื่องปรับอากาศ (HVAC) ขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์อุณหภูมิเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมในร่มที่สะดวกสบาย เซ็นเซอร์อุณหภูมิใช้ในการวัดอุณหภูมิของอากาศภายในอาคารและปรับความร้อนหรือการระบายความร้อนตามลำดับ สิ่งนี้จะช่วยให้แน่ใจว่าอุณหภูมิยังคงอยู่ในช่วงที่ต้องการและลดการใช้พลังงาน

อุตสาหกรรมยานยนต์

เซ็นเซอร์อุณหภูมิใช้ในการใช้งานยานยนต์ต่างๆเช่นการตรวจสอบอุณหภูมิเครื่องยนต์การวัดอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นและการควบคุมอุณหภูมิของห้องโดยสาร พวกเขาช่วยให้แน่ใจว่าเครื่องยนต์ทำงานในอุณหภูมิที่เหมาะสมป้องกันความร้อนสูงเกินไปและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง

ทำไมต้องเลือกเซ็นเซอร์อุณหภูมิของเรา

ในฐานะผู้จัดหาเซ็นเซอร์อุณหภูมิชั้นนำเรานำเสนอเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่มีคุณภาพสูงเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้าของเรา เซ็นเซอร์ของเราได้รับการออกแบบและผลิตโดยใช้เทคโนโลยีและวัสดุล่าสุดทำให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพที่แม่นยำและเชื่อถือได้แม้กระทั่งแอพพลิเคชั่นที่ต้องการมากที่สุด

นี่คือเหตุผลบางประการที่คุณควรเลือกเซ็นเซอร์อุณหภูมิของเรา:

• ความแม่นยำสูง:เซ็นเซอร์ของเราได้รับการปรับเทียบเพื่อให้การวัดอุณหภูมิที่แม่นยำด้วยความแม่นยำสูง
• ช่วงอุณหภูมิกว้าง:เรานำเสนอเซ็นเซอร์ที่สามารถวัดอุณหภูมิจากที่ต่ำมากถึงสูงมากทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
• การออกแบบที่แข็งแกร่ง:เซ็นเซอร์ของเราถูกสร้างขึ้นเพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในช่วงเวลาที่ยาวนาน
• ตัวเลือกการปรับแต่ง:เราสามารถปรับแต่งเซ็นเซอร์ของเราเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของคุณรวมถึงขนาดรูปร่างและสัญญาณเอาต์พุต
• การสนับสนุนลูกค้าที่ยอดเยี่ยม:ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมให้การสนับสนุนด้านเทคนิคและความช่วยเหลือเพื่อให้แน่ใจว่าคุณได้รับประโยชน์สูงสุดจากผลิตภัณฑ์ของเรา

ติดต่อเราเพื่อซื้อ

หากคุณสนใจที่จะซื้อเซ็นเซอร์อุณหภูมิของเราหรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเราโปรดติดต่อเรา ทีมขายของเรายินดีที่จะช่วยเหลือคุณในการสอบถามและให้คำพูดโดยละเอียด เราหวังว่าจะได้ทำงานร่วมกับคุณและช่วยให้คุณค้นหาโซลูชันเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่สมบูรณ์แบบสำหรับความต้องการของคุณ

การอ้างอิง

• Cengel, Ya, & Boles, MA (2015) อุณหพลศาสตร์: วิธีการทางวิศวกรรม การศึกษาของ McGraw-Hill
• Incropera, FP, Dewitt, DP, Bergman, TL, & LaVine, AS (2017) พื้นฐานของความร้อนและการถ่ายโอนมวล John Wiley & Sons
• สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) (2021) การวัดอุณหภูมิ สืบค้นจาก https://www.nist.gov/pml/Temperature-measurement