कंपनी की खबर तापमान सेंसर: कुछ बातें जो आपको जाननी चाहिए

एक तापमान सेंसर एक उपकरण है जो तापमान संकेतों को मापने योग्य विद्युत संकेतों (जैसे वोल्टेज, करंट, प्रतिरोध, या डिजिटल सिग्नल) में परिवर्तित करता है, और इसका व्यापक रूप से औद्योगिक स्वचालन, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, चिकित्सा उपकरण, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, पर्यावरण निगरानी और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

1. वर्गीकरण

तापमान सेंसर को माप विधियों और कार्य सिद्धांतों के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है:

1.1 माप विधि द्वारा वर्गीकरण

संपर्क-प्रकार के तापमान सेंसर

सेंसर सीधे मापे गए वस्तु के संपर्क में आता है और गर्मी चालन के माध्यम से तापमान को मापता है। इसका लाभ उच्च माप सटीकता है, जो तरल और ठोस तापमान माप के लिए उपयुक्त है, लेकिन प्रतिक्रिया गति अपेक्षाकृत धीमी है और पर्यावरण से प्रभावित हो सकती है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में थर्मोकपल, आरटीडी (थर्मोरेसिस्टर) और थर्मिस्टर शामिल हैं।

गैर-संपर्क तापमान सेंसर

किसी वस्तु द्वारा उत्सर्जित अवरक्त विकिरण का पता लगाकर तापमान को मापता है, बिना भौतिक संपर्क के। इसका लाभ यह है कि इसमें तेज़ प्रतिक्रिया समय होता है और यह मापी जा रही वस्तु में हस्तक्षेप नहीं करता है। हालाँकि, माप सटीकता वस्तु की सतह की उत्सर्जन क्षमता से प्रभावित होती है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में अवरक्त थर्मामीटर और थर्मल इमेजर शामिल हैं।

1.2 कार्य सिद्धांत द्वारा वर्गीकरण

(1) थर्मोकपल

एक थर्मोकपल सीबेक प्रभाव पर आधारित है, जहां तापमान अंतर के कारण दो अलग-अलग धातुओं के जंक्शन पर एक विद्युत क्षमता उत्पन्न होती है।

- विस्तृत माप सीमा (-200°C ~ 2300°C), चरम तापमान वातावरण के लिए उपयुक्त।

- तेज़ प्रतिक्रिया समय (मिलीसेकंड स्तर), उच्च तापमान प्रतिरोधी, और कंपन-प्रूफ।

- हालाँकि, सटीकता अपेक्षाकृत कम है (±1°C ~ ±5°C), और कोल्ड जंक्शन क्षतिपूर्ति की आवश्यकता होती है।

सामान्य प्रकार

- K-प्रकार थर्मोकपल (निकल-क्रोमियम - निकल-सिलिकॉन): सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, -200°C से 1260°C तक पहुँच सकते हैं।

- J-प्रकार थर्मोकपल (आयरन - कॉपर-निकल): कम करने वाले वातावरण के लिए उपयुक्त, 0°C से 760°C तक पहुँच सकते हैं।

- T-प्रकार थर्मोकपल (कॉपर - कॉपर-निकल): कम तापमान माप के लिए उपयुक्त, -200°C से 350°C तक पहुँच सकते हैं।

- S/R-प्रकार थर्मोकपल (प्लेटिनम-रोडियम - प्लेटिनम): उच्च तापमान माप (0°C से 1600°C) के लिए उपयोग किया जाता है, उच्च सटीकता लेकिन उच्च लागत।

(2) थर्मोरेसिस्टर (आरटीडी, प्रतिरोध तापमान डिटेक्टर)

आरटीडी इस विशेषता का उपयोग करके मापता है कि धातुओं (जैसे प्लेटिनम, तांबा और निकल) का प्रतिरोध तापमान के साथ बदलता है।

विशेषताएँ

- उच्च सटीकता (±0.1°C ~ ±0.5°C), अच्छी स्थिरता, दीर्घकालिक निगरानी के लिए उपयुक्त।

- विस्तृत माप सीमा (-200°C ~ 850°C)।

- हालाँकि, प्रतिक्रिया अपेक्षाकृत धीमी है (सेकंड-स्तर), महंगी है, और ड्राइविंग के लिए एक स्थिर करंट स्रोत की आवश्यकता होती है।

सामान्य प्रकार

- PT100 (प्लेटिनम प्रतिरोधक, 100Ω 0°C पर): औद्योगिक मानक, अच्छी रैखिकता।

- PT1000 (प्लेटिनम प्रतिरोधक, 1000Ω 0°C पर): उच्च संवेदनशीलता, लंबी दूरी के संचरण के लिए उपयुक्त।

- Cu50 (कॉपर प्रतिरोधक, 50Ω 0°C पर): कम लागत, लेकिन संकीर्ण तापमान सीमा।

(3) थर्मिस्टर

थर्मिस्टर अर्धचालक उपकरण हैं जिनका प्रतिरोध तापमान के साथ काफी बदलता है, और उन्हें एनटीसी (नकारात्मक तापमान गुणांक) और पीटीसी (सकारात्मक तापमान गुणांक) के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

एनटीसी थर्मिस्टर

तापमान बढ़ने पर प्रतिरोध घटता है, उच्च संवेदनशीलता के साथ (±0.05°C)।

- हालाँकि, उनमें मजबूत गैर-रैखिकता होती है और रूपांतरण के लिए लुकअप टेबल या स्टाइनहार्ट-हार्ट समीकरण की आवश्यकता होती है।

विशिष्ट अनुप्रयोग: इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर, लिथियम बैटरी तापमान निगरानी।

पीटीसी थर्मिस्टर

एक विशिष्ट तापमान पर प्रतिरोध तेजी से बढ़ता है और अक्सर अधिक-तापमान सुरक्षा के लिए उपयोग किया जाता है।

विशिष्ट अनुप्रयोग: मोटर ओवरहीट सुरक्षा, स्व-पुनर्प्राप्ति फ्यूज।

(4) डिजिटल तापमान सेंसर

डिजिटल तापमान सेंसर एक एडीसी और डिजिटल इंटरफेस (जैसे I2C, SPI, 1-Wire) को एकीकृत करता है, अतिरिक्त सिग्नल कंडीशनिंग सर्किट की आवश्यकता के बिना सीधे डिजिटल सिग्नल आउटपुट करता है।

विशेषताएँ

- मजबूत एंटी-इंटरफेरेंस क्षमता, एम्बेडेड सिस्टम के लिए उपयुक्त।

- अंशांकन की आवश्यकता नहीं है, उपयोग में आसान।

(5) अवरक्त तापमान सेंसर (आईआर थर्मामीटर)

अवरक्त सेंसर वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित अवरक्त विकिरण (3 से 14 µm की तरंग दैर्ध्य के साथ) का पता लगाकर तापमान को मापता है।

विशेषताएँ

- गैर-संपर्क माप, अत्यंत तेज़ प्रतिक्रिया के साथ (मिलीसेकंड रेंज में)।

- हालाँकि, माप सटीकता वस्तु की सतह की उत्सर्जन क्षमता से प्रभावित होती है (जैसे धातुओं को क्षतिपूर्ति की आवश्यकता होती है)।

विशिष्ट अनुप्रयोग

- शरीर का तापमान मापने वाली बंदूकें (जैसे MLX90614)।

- औद्योगिक उपकरण थर्मल इमेजिंग (जैसे FLIR थर्मल इमेजर)।

तापमान सेंसर के प्रमुख प्रदर्शन पैरामीटर

- माप सीमा: तापमान सीमा जिसके भीतर सेंसर सामान्य रूप से संचालित हो सकता है, जैसे थर्मोकपल 2300°C तक पहुँच सकते हैं, जबकि एनटीसी आमतौर पर -50°C से 150°C तक पहुँच सकते हैं।

- सटीकता: माप त्रुटि की सीमा, जैसे आरटीडी ±0.1°C तक पहुँच सकता है, जबकि थर्मोकपल आमतौर पर ±1°C से ±5°C तक पहुँच सकते हैं।

- रिज़ॉल्यूशन: न्यूनतम पता लगाने योग्य तापमान परिवर्तन, उच्च-सटीक सेंसर 0.01°C तक पहुँच सकते हैं।

- प्रतिक्रिया समय: आउटपुट में तापमान परिवर्तन को स्थिर होने में लगने वाला समय, थर्मोकपल मिलीसेकंड स्तर तक पहुँच सकते हैं, जबकि आरटीडी आमतौर पर सेकंड स्तर में होता है।

- रैखिकता: क्या आउटपुट तापमान के साथ रैखिक है, आरटीडी में बेहतर रैखिकता होती है, जबकि एनटीसी में मजबूत गैर-रैखिकता होती है।

- दीर्घकालिक स्थिरता: समय के साथ सेंसर बहाव की डिग्री, प्लेटिनम प्रतिरोध <0.1°C/वर्ष।

तापमान सेंसर चयन गाइड

1. तापमान सीमा: उच्च तापमान के लिए थर्मोकपल, कम तापमान के लिए आरटीडी या एनटीसी का चयन करें।

2. सटीकता आवश्यकताएँ: उच्च सटीकता के लिए आरटीडी, कम लागत के लिए एनटीसी का चयन करें।

3. प्रतिक्रिया गति: त्वरित माप के लिए थर्मोकपल या अवरक्त सेंसर का चयन करें।

4. पर्यावरणीय कारक: संक्षारक वातावरण के लिए बख्तरबंद थर्मोकपल, नम वातावरण के लिए जलरोधी पैकेजिंग का चयन करें।

5. आउटपुट सिग्नल: एम्बेडेड सिस्टम डिजिटल सेंसर (I2C/SPI) पसंद करते हैं।