वेगवेगळ्या तापमान सेन्सर्सचे फायदे आणि तोटे

अनेक तांत्रिक प्रक्रियांमध्ये, सर्वात महत्वाचे भौतिक प्रमाणांपैकी एक म्हणजे तापमान. उद्योगात तापमान सेन्सर मोजण्यासाठी वापरले जातात. हे सेन्सर तापमान माहितीचे विद्युतीय सिग्नलमध्ये रूपांतर करतात, ज्याची नंतर इलेक्ट्रॉनिक्स आणि ऑटोमेशनद्वारे प्रक्रिया आणि व्याख्या केली जाते. परिणामी, तापमान मूल्य एकतर फक्त डिस्प्लेवर प्रदर्शित केले जाते किंवा एक किंवा दुसर्या उपकरणाच्या ऑपरेटिंग मोडमध्ये स्वयंचलितपणे बदल करण्यासाठी आधार म्हणून कार्य करते.

एक मार्ग किंवा दुसरा, तापमान सेन्सर आज अपरिहार्य आहेत, विशेषत: उद्योगात. आणि आपल्या उद्देशासाठी योग्य सेन्सर निवडणे महत्वाचे आहे, विविध प्रकारच्या तापमान सेन्सरची विशिष्ट वैशिष्ट्ये स्पष्टपणे समजून घेणे. त्याबद्दल आपण नंतर बोलू.

वेगवेगळ्या उद्देशांसाठी वेगवेगळे सेन्सर

तांत्रिकदृष्ट्या, तापमान सेन्सर दोन मोठ्या गटांमध्ये विभागलेले आहेत: संपर्क आणि गैर-संपर्क. गैर-संपर्क सेन्सर त्यांच्या कामात मोजमापाचे तत्त्व वापरतात इन्फ्रारेड पॅरामीटर्सदूरच्या पृष्ठभागावरून येत आहे.

दुसरीकडे, संपर्क सेन्सर, बाजारात अधिक व्यापकपणे, तापमान मोजण्याच्या प्रक्रियेत त्यांचे सेन्सर घटक ज्याचे तापमान मोजले जाणार आहे अशा पृष्ठभागाशी किंवा माध्यमाच्या थेट संपर्कात असते. अशा प्रकारे, संपर्क सेन्सरचे तपशीलवार परीक्षण करणे, त्यांचे प्रकार, वैशिष्ट्ये यांची तुलना करणे, विविध प्रकारच्या तापमान सेन्सर्सचे फायदे आणि तोटे यांचे मूल्यांकन करणे सर्वात फायद्याचे ठरेल.

तापमान सेन्सर निवडताना, तापमान मोजण्यासाठी ते कसे आवश्यक असेल हे निर्धारित करणे ही पहिली गोष्ट आहे. इन्फ्रारेड सेन्सर पृष्ठभागापासून काही अंतरावर तापमान मोजण्यास सक्षम असेल, म्हणून सेन्सर आणि ते ज्या पृष्ठभागाकडे निर्देशित केले जाईल त्या दरम्यान, वातावरण शक्य तितके पारदर्शक आणि स्वच्छ असणे आवश्यक आहे, अन्यथा तापमान डेटा विकृत केला जाईल ( पहा - उपकरणाच्या ऑपरेशन दरम्यान संपर्क नसलेले तापमान मोजमाप).

कॉन्टॅक्ट सेन्सर तुम्हाला पृष्ठभागाचे तापमान थेट किंवा तो संपर्कात असलेल्या वातावरणाचे मोजमाप करू देईल, त्यामुळे आजूबाजूच्या वातावरणाची स्वच्छता साधारणपणे महत्त्वाची नसते. येथे, सेन्सर आणि चाचणी सामग्री यांच्यातील थेट आणि उच्च-गुणवत्तेचा संपर्क महत्त्वपूर्ण आहे.

संपर्क तपासणी अनेक तंत्रज्ञानांपैकी एक वापरून तयार केली जाऊ शकते: थर्मिस्टर, प्रतिरोधक थर्मामीटर किंवा थर्मोकूपल. प्रत्येक तंत्रज्ञानाचे त्याचे फायदे आणि तोटे आहेत.

थर्मिस्टर अतिशय संवेदनशील आहे, त्याची किंमत थर्मोकपल्स आणि प्रतिरोधक थर्मामीटरच्या मध्यभागी आहे, परंतु ती अचूकता आणि रेखीयतेमध्ये भिन्न नाही.

थर्मोकूपल अधिक महाग आहे, ते तापमान बदलांवर जलद प्रतिक्रिया देते, मोजमाप थर्मिस्टरपेक्षा अधिक रेखीय असेल, परंतु अचूकता आणि संवेदनशीलता जास्त नाही.

प्रतिरोधक थर्मामीटर हे तिघांपैकी सर्वात अचूक आहे, ते रेखीय आहे परंतु कमी संवेदनशील आहे, जरी ते थर्मोकूपलपेक्षा स्वस्त आहे.

याव्यतिरिक्त, सेन्सर निवडताना, आपण मोजलेल्या तापमानाच्या श्रेणीकडे लक्ष दिले पाहिजे, थर्माकोपल्स आणि प्रतिरोधक थर्मामीटरसाठी ते वापरलेल्या संवेदनशील घटकाच्या सामग्रीवर अवलंबून असते. त्यामुळे तुम्हाला काही तडजोड शोधावी लागेल.

थर्मोकूपल

तापमान सेन्सर्स थर्मोकूपल धन्यवाद कार्य करा सीबेकोव्ह प्रभाव… वेगवेगळ्या धातूंच्या दोन तारा एका टोकाला सोल्डर केल्या जातात — हे थर्मोकूपलचे तथाकथित गरम जंक्शन आहे, जे मोजलेल्या तापमानाच्या संपर्कात येते. तारांच्या विरुद्ध बाजूस, त्यांच्या टोकांचे तापमान बदलत नाही, या ठिकाणी एक संवेदनशील व्होल्टमीटर जोडलेला आहे.

व्होल्टमीटरने मोजले जाणारे व्होल्टेज गरम जंक्शन आणि व्होल्टमीटरला जोडलेल्या तारांमधील तापमानाच्या फरकावर अवलंबून असते. थर्मोकूपल्स धातूंमध्ये भिन्न असतात जे त्यांचे गरम जंक्शन तयार करतात, जे विशिष्ट थर्मोकूपल सेन्सरसाठी मोजलेल्या तापमानाची श्रेणी निर्धारित करतात.

खाली या जातीच्या विविध प्रकारच्या सेन्सर्सची सारणी आहे. आवश्यक तापमान श्रेणी आणि वातावरणाच्या स्वरूपावर अवलंबून सेन्सरचा प्रकार निवडला जातो.

टाईप ई सेन्सर ऑक्सिडायझिंग किंवा निष्क्रिय वातावरणात वापरण्यासाठी योग्य आहेत. टाइप J — व्हॅक्यूम, निष्क्रिय किंवा कमी करणाऱ्या वातावरणात ऑपरेशनसाठी. प्रकार K — ऑक्सिडायझिंग किंवा तटस्थ वातावरणासाठी योग्य. प्रकार N — प्रकार K च्या तुलनेत दीर्घ सेवा आयुष्य आहे.

टी-टाइप सेन्सर गंजण्यास प्रतिरोधक असतात, म्हणून ते ओलसर ऑक्सिडायझिंग, कमी करणारे, निष्क्रिय वातावरणात तसेच व्हॅक्यूममध्ये वापरले जाऊ शकतात. R (औद्योगिक) आणि S (प्रयोगशाळा) — प्रकार — उच्च-तापमानाचे सेन्सर आहेत जे विशेष सिरेमिक इन्सुलेटर किंवा नॉन-मेटलिक टयूबिंगद्वारे संरक्षित केले पाहिजेत. प्रकार बी हे R आणि S प्रकारांपेक्षा जास्त तापमान आहे.

थर्मोकूपल सेन्सर्सचे फायदे म्हणजे उच्च तापमानात त्यांच्या ऑपरेटिंग पॅरामीटर्सची स्थिरता आणि गरम जंक्शन तापमानातील बदलांना प्रतिसादाची सापेक्ष गती. या प्रकारचे सेन्सर उपलब्ध व्यासांच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये सादर केले जातात. त्यांची किंमत कमी आहे.

तोटे म्हणून, थर्मोकूपल्स कमी अचूकतेद्वारे दर्शविले जातात, अत्यंत कमी मोजलेले व्होल्टेज असते आणि याव्यतिरिक्त, या सेन्सर्सना नेहमी नुकसान भरपाई सर्किटची आवश्यकता असते.

प्रतिरोधक थर्मामीटर

प्रतिरोधक थर्मामीटर किंवा रिओस्टॅट तापमान सेन्सरला आरटीडी असे संक्षेप आहे. हे त्याच्या तापमानातील बदलानुसार धातूचा प्रतिकार बदलण्याच्या तत्त्वावर कार्य करते. वापरलेले धातू: प्लॅटिनम (-200 ° से ते +600 ° से), निकेल (-60 ° से ते +180 ° से), तांबे (-190 ° से ते +150 ° से), टंगस्टन (-100 पर्यंत ° C ते +1400 ° C) — आवश्यक मोजलेल्या तापमान श्रेणीवर अवलंबून.

इतर धातूंपेक्षा अधिक वेळा, प्लॅटिनमचा वापर प्रतिरोधक थर्मामीटरमध्ये केला जातो, जो बर्‍यापैकी विस्तृत तापमान श्रेणी देतो आणि आपल्याला भिन्न संवेदनशीलतेसह सेन्सर निवडण्याची परवानगी देतो. तर, Pt100 सेन्सरचा 0 °C वर 100 Ohm चा प्रतिकार असतो आणि Pt1000 सेन्सरला त्याच तापमानात 1kOhm असतो, म्हणजेच ते अधिक संवेदनशील असते आणि तुम्हाला तापमान अधिक अचूकपणे मोजण्याची परवानगी देते.

थर्मोकूपलच्या तुलनेत, प्रतिरोधक थर्मामीटरमध्ये उच्च अचूकता आहे, त्याचे मापदंड अधिक स्थिर आहेत आणि मोजलेल्या तापमानाची श्रेणी विस्तृत आहे. तथापि, संवेदनशीलता कमी आहे आणि प्रतिसाद वेळ थर्माकोपल्सपेक्षा जास्त आहे.

थर्मिस्टर्स

संपर्क तापमान सेन्सर्सचा आणखी एक प्रकार - थर्मिस्टर्स… ते मेटल ऑक्साईड वापरतात जे तापमानावर अवलंबून त्यांचा प्रतिकार लक्षणीयरित्या बदलू शकतात. थर्मिस्टर दोन प्रकारचे असतात: PTC - PTC आणि NTC - NTC.

प्रथम, विशिष्ट ऑपरेटिंग श्रेणीमध्ये वाढत्या तापमानासह प्रतिकार वाढतो, दुसऱ्यामध्ये, वाढत्या तापमानासह, प्रतिकार कमी होतो. थर्मिस्टर्सचे वैशिष्ट्य तापमान बदलांना जलद प्रतिसाद आणि कमी किमतीचे आहे, परंतु ते खूपच नाजूक आहेत आणि समान प्रतिरोधक थर्मामीटर आणि थर्मोकपल्सपेक्षा त्यांची ऑपरेटिंग तापमान श्रेणी अरुंद आहे.

इन्फ्रारेड सेन्सर्स

लेखाच्या सुरुवातीला नमूद केल्याप्रमाणे, इन्फ्रारेड सेन्सर दूरच्या पृष्ठभागाद्वारे उत्सर्जित केलेल्या इन्फ्रारेड रेडिएशनचा अर्थ लावतात - एक लक्ष्य. त्यांचा फायदा असा आहे की तापमान मोजमाप गैर-संपर्क पद्धतीने केले जाते, म्हणजेच, सेन्सरला ऑब्जेक्टच्या विरूद्ध घट्ट दाबण्याची किंवा वातावरणात विसर्जित करण्याची आवश्यकता नाही.

ते तापमानातील बदलांवर अतिशय त्वरीत प्रतिक्रिया देतात, म्हणूनच ते अगदी हलत्या वस्तूंच्या पृष्ठभागाचे परीक्षण करण्यासाठी लागू होतात, उदाहरणार्थ कन्व्हेयरवर. केवळ इन्फ्रारेड सेन्सरच्या सहाय्याने स्थित नमुन्यांचे तापमान मोजणे शक्य आहे, उदाहरणार्थ, थेट ओव्हनमध्ये किंवा कोणत्याही आक्रमक झोनमध्ये.

इन्फ्रारेड सेन्सरच्या तोट्यांमध्ये उष्णता-उत्सर्जक पृष्ठभागाच्या स्थितीची संवेदनशीलता तसेच त्यांच्या स्वत: च्या ऑप्टिक्सची स्वच्छता आणि सेन्सर आणि लक्ष्य दरम्यानच्या मार्गातील वातावरण यांचा समावेश होतो. धूळ आणि धूर अचूक मोजमापांमध्ये मोठ्या प्रमाणात व्यत्यय आणतात.