• حرارتی
  • سنسور حرارتی

انواع سنسورحرارتی 

sensor pt100

سنسورهای حرارتی چیست؟

سنسورها نیم رساناهایی هستند که دارای ضریب مقاومتی گرمایی زیادی بوده و در صنعت کاربرد خیلی زیادی دارند. برا ی اندازه گیری و کنترل درجه حرارت از این سنسورها استفاده های زیادی می شود.

سنسور حرارتی مقاومت حساس به دما است. کلمه thermistors مخفف و خلاصه شده عبارت temperature sensitive resistors است.

به طور کلی روش های اندازه گیری دما را می توان به ۲ دسته تماسی (contact) و غیر تماسی (non-contact) تقسیم بندی کرد.

Thermometer DASTI

روش غیر تماسی 

برای اندازه گیری دما از لیزر مادون قرمز استفاده می گردد و بدون آنکه سنسور، برخوردی با ماده مورد نظر داشته باشد، می تواند دمای آن را اندازه گیری نماید. به عنوان مثال فرض کنید که شما می خواهید دمای مایعات درون یک مخزن را اندازه گیری کنید و به دلیل بزرگی مخزن امکان ایجاد تماس با مواد درون مخزن را ندارید. برای اندازه گیری دما در این موارد، به راحتی می توان از سنسورهای غیر تماسی و لیزری در بالای سطح مخزن استفاده نمود.

همچنین اگر ماده ای که قصد اندازه گیری دمای آن را داریم، خطرناک باشد و امکان نزدیک شدن به آن را نداشته باشیم، برای اندازه گیری دمای آن ماده به سادگی می توان از سنسورهای دمای غیر تماسی ی لیزری استفاده کرد .

sensor pt100 6565

روش تماسی

روش های تماسی برای اندازه گیری دما را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد

ترموکوپل (TC)

آر تی دی (RTD)

سنسور حرارتی ترموکوپل

ترموکوپل از دو فلز با جنس های مختلف تشکیل شده است که این فلزات ضریب های انتقال دمایی متقاوتی با هم دارند و با توجه به این ویژگی زمانی که گرما را حس می کنند، رفتار های متفاوتی از خود نشان می دهند که باعث ایجاد ولتاژ بین دو فلز می گردد. این اختلاف ولتاژ بیان کننده میزان دما است. با توجه به اینکه از چه فلزاتی برای ساخت ترموکوپل استفاده شده است؛ دسته های مختلفی از ترموکوپل ها ایجاد شده است که از مهترین انواع ترموکوپل ها می توان به ترموکوپل نوع J , K ,T , E , … اشاره کرد.

ترموکوپل ها محدوده دمایی خاصی دارند که این محدوده بازه دمایی است که ترموکوپل می تواند اندازه گیری دما را به بهترین شکل انجام دهد. با توجه به محدوده های دمایی مختلف، ترموکوپل ها انواع مختلفی دارند که هر یک قیمت های متفاوتی با هم دارند.

sensor pt100 352

سنسور دمایی آر تی دی

Resistance Temperature Detector که به اختصار RTD نامیده می شود یک کنترل کننده دما با استفاده از مقاومت است. در این سنسورها از یک مقاومت متغیر با دما استفاده می گردد که با استفاده از تغییر مقاومت بتوان به میزان تغییر دما پی برد.

به صورت کلی می توان RTD ها را به دسته های دو سیم، سه سیم و چهار سیم تقسیم بندی نمود. نمونه های چهار سیم دارای قیمت بالا و مدل های دو سیمه دقت پایینی دارند و از این رو در صنعت بیشتر از RTD های سه سیم استفاده می گردد.

سنسورهای RTD نسبت به سنسورهای ترموکوپل سنسورهای دقیق تری هستند و دقتی در حدود 0.1 درجه سانتی گراد دارند و همچنین زمان پاسخ گویی سریع تری دارند. از معروف ترین سنسورهای RTD می توان به سنسورها PT100 ، PT1000 و NTC اشاره نمود.

سنسور حرارتی PT100

 PT100معنی لغت را شرح میدهیم ، pt و۱۰۰ ، PT نماد شیمیایی برای پلاتین است ، ۱۰۰ مقاومت الکتریکی بر  اهم است برای PT100 در دمای صفر درجه سانتی گراد.

تغییرات مقاومت بر حسب دما در کشورهای مختلف:

۰/۳۸۵ اهم/°C برای کشور های اروپایی ۰/۳۹۲اهم/°C برای کشور آمریکایی ، بنابراین، با اندازه گیری مقاومت ما می توانیم درجه حرارت را محاسبه کنیم. 

هرگز PT100 اروپایی را با ابزار آمریکایی مورد  سنجش قرار ندهیم مگر اینکه بدانید برای آن عامل تبدیل درستی قرار داده شده است .

در زبان انگلیسی PT100 را RTD نیز می گویند که به معنای دماسنج مقاومتی است.

سنسور RTD یا PT100 با دو ، سه یا چهار سیم به دستگاه اندازه گیری متصل می شود. همان طور که در بالا گفته شد در واقع با اندازه گیری مقاومت، دما تعیین می شود. در هنگام اندازه گیری مقاومت، مقاومت بدنه و کابل ها نیز اندازه گیری می شود که این موضوع منجر به خطا می شود.

برای جبران این اشتباه سه نوع سیم مورد استفاده قرار می گیرد که دقت کافی را در بسیاری از کارهای صنعتی دارا می باشد. مقیاس های قرار داده شده بر روی پانل PT100 دو سیمه به گونه ای است ، که اختلاف را جبران کرده و دقت را بالا می برد.از چه نوع ترمو متری باید استفاده کرد ترموکوپل یا PT100؟ این به انتخاب شما بستگی دارد، مهم ترین چیز هایی که باید در نظر گرفته شوند ، عبارتند از: دمایی که باید اندازه گیری شود، دقت و زمان پاسخ.

اگر درجه حرارت مورد نظر شما بالای ۶۵۰ درجه سانتی گراد است از ترموکوپل استفاده کنید. البته می توانید PT100 هایی با قابلیت کار کردن تا ۸۵۰ درجه سانتی گراد پیدا کنید که دقت پایین تری دارند. اگر به دقت بالا نیاز دارید برای مثال به دقت بهتر از ۰.۵ درجه سانتی گراد بین صفر تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد از PT100 استفاده کنید. به صورت کلی بهتر است در دماهای بالا از ترموکوپل و در دماهای پایین از سنسورهای NTC وPTC وPT100 استفاده کرد.

sensor pt100 542

سنسورهای PT50 / PT100 / PT500 / PT1000 و ... از نسل جدید سنسورهای حساس به حرارت می باشند. مغزی این سنسورها مقاومتی است که طبق دماهای مختلف اهم متفاوت تولدی می کند. این قبیل سنسورها داری دقت بالایی هستند و در تمامی صنایع از پر استفاده ترین سنسورها می باشند. این سنسورها به سنسورهای خطی نیز شناخته می شوند. برای اندازه گیری دما یک جریان را از سنسور عبور می دهیم و سپس طبق قانون اهم مقدار ولتاژ دو سر یک مقاومت برابر با مقدار مقاومت در مقدار جریان عبوری از ان است، و از آنجایی که مقدار مقاومت سنسور با کم یا زیاد شدن دما تغییر می کند بنابراین ولتاژ دو سر سنسور نیز تغییر می کند.

رنج های دمائی PT100

ساده : -200 تا +400 درجه سانتیگراد

سرامیکی : -200تا +600 درجه سانتیگراد

قلاف کونیک : -200 تا +800 درجه سانتیگراد

یکی از تیپ های RTD که بسیار پرکاربرد است تیپ PT100 میباشد. این مدل دارای متغییر حدود 0.385 اهم است. بدین معنی که با هر یک درجه سانتیگراد تغییر مقدار اهم مقاومت نیز کم یا زیاد می شود. PT100 در دمای 0 درجه  100 اهم مقاومت دارد و با هر درجه 0.385 اهم به مقاومت افزوده یا کاسته می شود. این مدل تا حدود -200 تا +840 درجه سانتیگراد رنج دمائی دارد.

در جدول زیر مقدار مقاومت PT100 و PT1000 از درجه -50 تا +200 نشان داده شده. همانطور که مشاهده می کنید در 0 درجه هرکدام به ترتیب 100 و 1000 اهم مقاومت دارند :

درجه سانتیگراد PT100 PT1000
Typ:404

Typ:501

-50 80.31 803.1
-45 82.29 822.9
-40 84.27 842.7
-35 86.25 862.5
-30 88.22 882.2
-25 90.19 901.9
-20 92.16 921.6
-15 94.12 941.2
-10 96.09 960.9
-5 98.04 980.4
0 100.00 1000.0
5 101.95 1019.5
10 103.90 1039.0
15 105.85 1058.5
20 107.79 1077.9
25 109.73 1097.3
30 111.67 1116.7
35 113.61 1136.1
40 115.54 1155.4
45 117.47 1174.7
50 119.40 1194.0
55 121.32 1213.2
60 123.24 1232.4
65 125.16 1251.6
70 127.07 1270.7
75 128.98 1289.8
80 130.89 1308.9
85 132.80 1328.0
90 134.70 1347.0
95 136.60 1366.0
100 138.50 1385.0
105 140.39 1403.9
110 142.29 1422.9
150 157.32 1573.1
200 175.84 1758.4