- •3 – Температурні сенсори
- •Історія
- •Більше історії - сенсори
- •Температурні сенсори - основне
- •Температурні сенсори - типи
- •Теплові актюатори
- •Терморезистивні сенсори
- •Терморезистивний ефект
- •Терморезистивний ефект (продовження)
- •Терморезистивний ефект (продовження)
- •Приклад
- •Приклад (продовження)
- •Температурний коефіцієнт опору
- •Висновки
- •Структура РДТ
- •Скляні капсули для РДТ
- •Структура РДТ
- •Структура РДТ (продовження)
- •Тонкі плівки РТД
- •Тонкі плівки РТД (продовження)
- •Параметри
- •Самонагрівання РТД
- •Самонагрівання РТД (продовження)
- •Час реакції РТД
- •Кремнієві резистивні сенсори
- •Кремнієві резистивні сенсори (продовження)
- •Опір кремнієвого резистивного сенсора
- •Опір кремнієвого резистивного сенсора – прилад
- •Кремнієві резистивні
- •Термістори
- •Термістори (продовження)
- •Структура
- •Епокситні оболонки термісторів
- •Властивості термісторів
- •Властивості термісторів (продовження)
- •Властивості термісторів (продовження)
- •Термоелектричні сенсори
- •Термоелектричні сенсори (продовження)
- •Термоелектричні сенсори (продовження)
- •Термоелектричний ефект
- •Термоелектричний ефект (продовження)
- •Термоелектричний ефект (продовження)
- •Ефект Сібека
- •Ефект Сібека (продовження)
- •Термопара - аналіз
- •Термопара – аналіз (продовження)
- •Абсолютні коефіцієнти Сібека
- •Термопари – стандартні типи
- •Коефіцієнти Сібека (продовження)
- •Термоелектричні закони:
- •Термоелектричні закони (продовження):
- •Термоелектричні закони (продовження) :
- •Термопара: з’єднання
- •Термопара (продовження)
- •Термопара (продовження)
- •З‘єднання для порівняння
- •Термопара – практичні властивості
- •Таблиця термоелектричного ряду
- •Таблиця термоелектричного ряду
- •Таблиця коефіцієнтів Сібека
- •Таблиця коефіцієнтів Сібека
- •Таблиця коефіцієнтів Сібека
- •Таблиця коефіцієнтів Сібека по типах
- •Таблиця термоелектричних посилань
- •Таблиця термоелектричних
- •Таблиця термоелектричних посилань
- •Стандарт термопари -
- •Термопара (відкрите з’єднання)
- •Термопара (гнучка)
- •Термопара (захищене з’єднання)
- •Напівпровідникова
- •Напівпровідникова термопара: робота
- •Напівпровідникова термопара: робота
- •Напівпровідникова термопара: робота
- •Періодична таблиця - напівпровідники
- •Термобатареї
- •Термобатареї
- •Напівпровідникові
- •Елементи Пельтє
- •Елементи Пелтієра (продовження)
- •Термотруби (Peltier TEGs)
- •Термотруби (Peltier TEGs) продовження
- •Температурні сенсори P-N з’єднання
- •Температурні сенсори P-N з’єднання (продовження)
- •Температурні сенсори P-N з’єднання (продовження)
- •Температурні сенсори P-N з’єднання (продовження)
- •Температурні сенсори P-N з’єднання (продовження)
- •Температурні сенсори P-N з’єднання (продовження) –
- •Серсор LM35
- •Other temperature sensors
- •Optical temperature sensors
- •Acoustical temperature sensor
- •Acoustical temperature sensor
- •Acoustical temperature sensor
- •Thermo-mechanical sensors
- •Gas expansion temperature sensor
- •Thermo-pneumatic sensor
- •Thermal expansion of metals
- •Coefficients of linear expansion
- •Thermal expansion of metals
- •Example: direct dial indication
- •Bimetal sensors
- •Bimetal sensors (cont.)
- •Bimetal sensors (cont.)
- •Bimetal switch (example)
- •Bimetal coil thermometer
- •Bimetal switch (car flasher)
Optical temperature sensors
Noncontact
Conversion of optical radiation into heat
Most useful in infrared temperature sensing
Relies on quantum effects - discussed inin the following chapter
Other sensors rely on phase difference in propagation
Lighti propagates through a siliconili opticali l fiberi
Index of refractioni isis temperature sensitivei i
Phase of detected lightli isis a measure of temperature
Acoustical temperature sensor
Speed of sound is temperature dependent
Measure the time it takes to travel through the heated medium
Most sensors use ultrasonic sensors for this purpose.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
vs = 331.5 |
|
|
T |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
273.15 |
|
|
|
|
|
|
s |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Acoustical temperature sensor
Acoustical temperature sensor
Thermo-mechanical sensors
Changes of physical properties due to temperature
Length
Volumel
Pressure, etc.
Expansion of gasses and fluids (thermometers)
Expansion of conductors (thermometers, thermostats)
Many have a direct reading (graduation, dials)
Some activate switches directly (thermostats)
Examples:
Gas expansion temperature sensor
Rise in temperature expands the gas
Diaphragm pushes on a “sensor” (strain gauge, potentiometer) or even a switch
The sensor’s output is graduated in temperature
Thermo-pneumatic sensor
Called a Golay cell
Gas expands in a flexible cell
Motion moves a mirror and deflects light
Extremely sensitive device
Thermal expansion of metals
All metals expand with temperature
Volume stays constant - length changes
Each metal has a |
l |
= l |
|
1 + T |
|
|
T |
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
coefficient of linear |
2 |
1 |
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
expansion . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
is usually given at |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T1, temperatures in |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Coefficients of linear expansion
Tab le 3.10. Coefficients of linear expansion for some. Coefficients are given per C.
Material |
Coefficient of expansion a, x10 |
Aluminum |
25.0 |
Chromium |
30.0 |
Copper |
16.6 |
Gold |
14.2 |
Iron |
12.0 |
Nickel |
11.8 |
Platinum |
9.0 |
Phosphor-bronze |
9.3 |
Silver |
19.0 |
Titanium |
6.5 |
Tungsten |
4.5 |
Zink |
35 |
Thermal expansion of metals
Coefficients of linear expansion are smallThey are however measurable
Can be used to directly operate a lever to indicate temperature
Can be used to rotate a shaft
In most cases the bimetal configuration is used
Serve as sensors and as actuators
