سنسور دما

در صنعت، منازل، کارگاه ها و آشپزخانه ما نیازمند کنترل کردن دما می باشیم و برای این کار به وسیله ای با نام سنسور دما نیازمندیم.

از سه بخش کلی مغزی، غلاف و رابط ساخته می شود که خود رابط به دو مدل سیمی و ترمینالی تقسیم می شود.

نوع سیمی دارای کابل می باشد و نوع دیگر دارای ترمینال داخل کلگی و یا جعبه نقسیم می باشد.

به دو دسته کلی ترموکوپل ها با خروجی ولتاژ و سنسور های اهمی با خروجی اهمی تقسیم می شوند.

در این بخش ما به مدل اهمی می پردازیم زیرا ترموکوپل ها در دسته دیگری قرار می گیرند.

سنسور دما چیست؟

قطعه ایست فیزیکی که با تغییر شرایط محیطی و دمایی دستخوش تغییراتی در ساختار مولوکولی خود می شود.

با در نظر گرفتن این تغییرات و مطالعه بر شیب و رنج آن می توان میزان دمای اعمال شده را پیدا کرد.

معمولا ابعاد بسیار کوچکی دارند و بسیار ظریف هستند؛ به صورتی که به راحتی با تماس دست خراب می شوند.

برای محافظت از آنها می بایست از غلاف استفاده کرد، تا در اثر تماس با اشیاء و رطوبت از کار نیافتد.

در دماهای پایین از کابل رابط با جنس pvc استفاده می کنند و اگر دما بالای 100درجه باشد، بهتر است از جنس سیلیکون باشد.

اگر کابل رابطش شیلددار باشد، بهتر است؛ زیرا از تاثیرات نویز برق روی کارکرد جلوگیری می کند.

اکثرا دارای خروجی دوسیم و یا سه سیم می باشد و در بعضی موارد 4 وایر هم می باشد.

در دو کلاس کارکرد A و B می باشد که نوع بی رایج تر می باشد و کلاس A دقیق تر و قیمتی تر است.

انواع سنسور

دارای 4 مدل کلی با نام های سیمی، هدمونت (کلگی دار)، فلکسی بل و محیطی می باشد.

لازم به ذکر است در میزان اهم خروجی هم دارای تنوع بسیاری می باشد.

سیمی

اجزای تشکیل دهنده نوع سیمی از مغزی، غلاف و کابل ارتباطی که در انتهای قطعه قرار دارد، تشکیل می شود.

معمولا برای دماهای پایین از این مدل استفاده می شود و دارای قیمت پایینی نسبت به دیگر مدلها دارند.

کاربرد این مدل در کولرهای گازی، بخاری های برقی و آبگرمکن های صنعتی می باشد.

هدمونت (چپقی)

دارای ترمینال با قاب محافظ از جنس آلومینیومی می باشد که به قاب آن چپقی و یا هدمونت نیز می گویند.

بیشتر برای کارهای دما بالا استفاده می شود و برای ارتباط با نمایشگر به کابل نیازمند است.

معمولا دارای غلاف از جنس استیل می باشد، به همراه رزوه 1/2 اینچ در انتهای غلاف.

در داخل کلگی ها می توان ترانسمیتر قرار داد تا خروجی اهمی را تبدیل به جریان و یا ولتاژ کند.

فلکسی بل

فلکسی بل ها با وجود روکش استیلی که دارند، دارای انعطاف بالایی هستند و با خم شدن آسیب نمی بینند.

مشخصه اصلی این مدل دقت بالا و عمر زیاد می باشد، با قابلیت کارکرد در دماهای بالا.

شکل ظاهری آن تا زمانیکه خم نشده قابل تشخیص با دیگر مدل ها نیست؛ ولی به محض اینکه خم شود قابل تشخیص است.

زیرا هیچ چین و چروکی بر روی غلاف نمی افتد و با هر بار صاف شدن دقیقا مثل اولش می شود.

حسگر دما محیطی

برای اندازگیری و کنترل دمای محیط از حسگر دما محیطی استفاده می کنند که دارای قاب می باشد.

بر روی قاب این مدل برش هایی وجود دارد تا جریان هوا از داخل آن عبور کرده و با حسگر تماس مستقیم داشته باشد.

قابل استفاده در محیط رنج دمای کاری بین 0 تا 40 درجه سانتیگراد را دارا می باشد و از بدنه پلاستیکی ساخته می شود.

معمولا با قاب چهارگوش (مکعب) می باشد، به همراه یک گلند پلاستیک برای خروج کابل.

عملکرد سنسورهای دما

مهمترین تجهیزات در انواع صنایع، سنسورهای دما می باشند. با کمک این تجهیزات می توان دمای انواع جامدات، گازها و مایعات را با دقت بالا اندازه گیری کرد. به این نکته مهم هم می بایست توجه کرد که این محصول تنوع و مدل های زیادی دارد و همچنین هر کدام دارای معایب و مزایای به خصوص خود می باشند.

انواع سنسورهای دما الزما به یک سیستم کنترلی وصل می شوند که بر پایه dcs یا plc کار می کنند. برای بالا بردن عملکرد سنسورها، اتصال مستقیم سیم ها به سیستم کنترلی باید صورت گیرد. برای اندازه گیری دما با کمک سنسورها نیاز به کارت مبدل دما نیاز است. با کوچکترین تغییرات در دمای محیط مدنظر، با استفاده از سنسورهای دما مشخص خواهد شد. هر مدل از سنسورهای دما دارای واحدهای مشخصی هستند.

متقاضیان این محصول باید بر اساس نوع کالا و نیاز خود، مدل سنسورشان را مشخص کنند. برای مثال نحوه ی عملکرد سنسور های ساختمان ها با وسایل برودتی کاملا متفاوت می باشد. زیرا هر کدام از این سنسورها، قطعات مخصوص به خود را دارند.

تمامی سنسورهای دما که در تیپ و مدل های مختلفی طراحی و تولید می شوند، دارای دقت مطلوب و قابل قبولی هستند. عموما این سنسورها به سیستم اندازه گیری RTD تجهیز هستند. در نهایت با استفاده از این سنسورها می توان میزان دقیق دما را با توجه به محیط خاصی که دارد، اندازه گیری کرد.

کاربردهای سنسور دما

هر محیط و شرایطی که نیاز به اندازه گیری دما باشد، کاربرد دارد. موارد مهم در ادامه شرح داده می شود:

در صنعت

نیروگاه ها: برای نظارت بر دمای تجهیزات و فرآیندهای

صنایع دارویی: برای تولید و نگهداری داروها کاربرد دارد

کنترل کیفیت: برای اطمینان از کیفیت محصولات

آزمایشگاه ها: برای انواع آزمایش ها مانند خون، کشت سلول و …

صنایع کشاورزی: نیاز به نظارت بر دمای مزارع، گلخانه ها و انبارها

خطوط تولید: برای کنترل و نظارت به کیفیت محصولات و فرآیند نگهداری

صنایع غذایی: نیاز به حفظ دمای مواد غذایی در هنگام تولید فرآورده ها، نگهداری و حمل و نقل آن ها

در مصارف روزمره

خودروها: سیستم خنک کننده، موتور، سیستم تهویه مطبوع و غیره

گوشی های هوشمند: برای سنجش و کنترل دمای رنگ صفحه نمایش گوشی و دیگر عملکردها

لوازم خانگی: فریزر، یخچال، ماشین لباسشویی، ماشین ظرفشویی، فر، اجاق گاز، اتو، کتری برقی، قهوه ساز و غیره

تجهیزات پزشکی: دستگاه های دیالیز، تجهیزات سونوگرافی، دماسنج، دستگاه های تنفس مصنوعی، انکوباتورها و غیره

دیگر زمینه ها

محیط زیست: برای کنترل و نظارت تغییرات آب و هوا

هوافضا: برای مشاهده بر دمای فضاپیماها و هواپیماها

فناوری اطلاعات: برای خنک کردن انواع سرورها و مابقی تجهیزات

مدارهای مختلف برای خواندن سنسور دما

برای استفاده و خواندن سنسورهای دما مدارهای گوناگونی وجود دارد. این مدارها با توجه به نوع دقت و وضوح سنسور انتخابی، می توان از آن ها بهره برد. در ادامه با مدارهایی که معمولا از آن ها استفاده می شود، آشنا می شوید:

مدار پل وتستون

کاربرد این مدار برای بالا بردن حساسیت و دقت سنسورهای دمای مقاومتی می باشد. این سنسور مقاومتی، بیشترین بازوهایش دارای مقاومت های ثابت است و فقط یک بازو در یک مدار پل متعادل وصل می شود.

زمانی که مقاومت مرجع و مقاومت سنسور باهم یکی باشند، ولتاژ خروجی پل صفر می باشد. این درحالی است که مقاومت سنسور با دما تغییر خواهد کرد و ولتاژ خروجی پل دیگر سفر نیست. می توان سنسور را با یک میکروکنترلر یا مبدل آنالوگ به دیجیتال ADC اندازه گیری کرد.

مدار تقسیم کننده ولتاژ

این مدار برای قرائت سنسورهای مقاومتی دمایی مانند ترمیستورها و RTD ها کاربرد دارد. سنسورها در این مدار با یک منبع ولتاژ ثابت و یک مقاومت ثابت به صورت سری به هم وصل می شوند. با تغییر دمای ولتاژ، سنسور با توجه به مقاومتی که دارد با دما تغییر می کند و در نهایت متناسب می شود. ولتاژی که در دو سر سنسور بتوان با یک میکروکنترلر یا ADC اندازه گیری کرد.

مدار جبران ساز اتصال سرد

عموما از این نوع مدار برای جبران میزان اختلاف دمای محل نقطه مرجع و اتصال ترموکوپل استفاده می شود. این مدار تاثیر مستقیم بر دقتی که ترموکوپل (چپقی) برای اندازه گیری دما انجام می دهد، می گذارد. این مدار از سنسورهای دمایی مثل ترمیستور ها یا آیسی ها برای اندازه گیری دمای تنظیم شده ولتاژ و مرجع ترموکوپل استفاده می کند. برای اندازه گیری ولتاژ جبران شده می توان از کنترلرها استفاده کرد.

مدار تقویت کننده

برای تقویت سیگنال ولتاژی کوچک در سنسورهای داخل ترموکوپل، از این مدار بهره می برند. برای تقویت سیگنال خروجی یک ترموکوپل (چپقی) عموما از یک تقویت کننده ابزار دقیق (INA) و یا تقویت کننده عملیاتی (op-amp) استاده می کنند.

در اتصال ترموکوپل (چپقی) ولتاژی به وجود می آید که متناسب با اختلاف دمای بین نقطه مرجع و محل اتصال می باشد. برای خواندن و اندازه گیری ولتاژ خروجی این نوع سنسور از یک مبدل آنالوگ به دیجیتال ADC استفاده می شود.

نکات مهم در انتخاب سنسور دمای صنعتی

نوع اتصال: سنسورهای دما در انواع مختلفی از اتصالات همچون فشنگی، رزوه ای و جوشی تولید و عرضه می شود.

محدوده دمایی: این سنسورها می بایست در محیطی که قرار می گیرند، فرآیند اندازه گیری دما را با دقت انجام دهند.

زمان پاسخگویی: برای برخی کاربردها زمان و سرعت پاسخگویی در اندازه گیری دما، مهم است.

دقت: در سنسور منتخب، میزان دقت با نیازتان باید مطابقت داشته باشد. بالاترین دقت سنسور دما در ترمیستورهای NTC با روکش شیشه می باشد. 

قیمت: قیمت یک سنسور، ارتباط مستقیم با پارامترهایی چون جنس، نوع و دقت آنها دارد.

مزایای استفاده از سنسور دما

• کم هزینه در انواع مدل های سنسور
• زمان پاسخگویی سریع
• در مدل های چپقی و محیطی عدم نیاز به منبع تغذیه خارجی
• محدوده دمایی گسترده
• دقت و حساسیت بالا
• رابط های ارتباطی مختلف

معایب استفاده از سنسور دما

• نیاز به کالیبراسیون و استاندارد سازی
• در مدل ترمیستورها اثر خودگرمایی سنسور
• تخریب در طول زمان استفاده
• شکنندگی و حساس به خوردگی
• در مدل های چپقی حساسیت به تداخل الکترومغناطیسی

خرید سنسور دما

گروه صنعتی پادکوپل تولید کننده و عرضه کننده انواع سنسور دما می باشد.

جهت خرید انلاین به بخش فروشگاه ما مراجعه کنید.

جهت دریافت اطلاعات تکمیلی تر روی مقاله کلیک کنید.

سنسور دما اهمی

دارای 3 نوع کلی PTC، NTC و RTD ها می باشند، که مدل RTD با نمودار خطی دقت بالایی دارند.

رایج ترین نوع RTD را می توان سنسور PT100 ذکر کرد که در دمای صفر درجه سانتیگراد 100 اهم خروجی می دهد.

PTC ها همانند پی تی 100 ها با بالا رفتن دمای اهم آن ها هم بالا می رود، ولی در NTC ها کم می شود.

سنسور دما PT1000

در موتور خانه ها و دستگاه های تزریق بسیار پرکابرد است و جزو دقیق ترین حسگرها می باشد.

در 0 درجه اگر با اهم متر تست شود، هزار اهم را به نمایش می دهد و با بالا رفت گرما به اهم آن اضافه می شود.

همانند پی تی 100 خیلی رایج نیست و از آنها کمی گرانتر است، ولی ارزش هزینه بیشتر را دارد.

ترموستات برای این مدل بسیار کم می باشد و در بعضی مواقع هم در بازار گیر نمی آید.

معمولا در هنگام استفاده از ترانسمیتر از این مدل استفاده می کنند، به دلیل رنج وسیعی که دارد.

ابعاد بزرگتری نسبت به برادر کوچکتر خود دارد و جنس رایج در داخل بازار آن فیلمانی می باشد.