حس گرهای حرارتی

0
1828

انواع حس گرهای اندازه گیری:

برای اندازه گیری دم انواع مختلفی از حس گرها وجود دارد. برخی از حس گرها نوع قدیمی تر عبارتند از ترموکوپلها RTD ها و ترمیستورها . این حس گرها به دلیل محاسن و کارایی زیاد ه طور گسترده به کار میروند نسل جدید حس گرها مانند حس گرهای مدار مجتمع و ابزار های سنجش دما به روش تابش تنها برای تعداد محدودی از کاربردها شناخته شده است و مورد استفاده قرار میگیرد.

انتخاب نوع حس گر بستگی به میزان دقت محدوده دمایی سرعت پاسخ اتصال حرارتی محیط( از نظر شیمیایی الکتریکی و یا فیزیکی بودن) و همچنین قیمت دارد .

حس گرهای حرارتی:

خطاهای اندازه گیری:

حس گر دما RTD

مبحث بعدی انواع RTD

انواع حس گرهای اندازه گیری:

برای اندازه گیری دم انواع مختلفی از حس گرها وجود دارد. برخی از حس گرها نوع قدیمی تر عبارتند از ترموکوپلها RTD ها و ترمیستورها . این حس گرها به دلیل محاسن و کارایی زیاد ه طور گسترده به کار میروند نسل جدید حس گرها مانند حس گرهای مدار مجتمع و ابزار های سنجش دما به روش تابش تنها برای تعداد محدودی از کاربردها شناخته شده است و مورد استفاده قرار میگیرد.

انتخاب نوع حس گر بستگی به میزان دقت محدوده دمایی سرعت پاسخ اتصال حرارتی محیط( از نظر شیمیایی الکتریکی و یا فیزیکی بودن) و همچنین قیمت دارد .

همینطور که در جدول زیر ملاحظه میکنید برای اندازه گیری دماهای پایین و بسیار بالا مناسبتری انتخاب ترموکوپلها میباشند . محدوده اندازه گیری معمول ترموکوپلها بین ۲۷۰ – تا ۲۶۰۰+است. ترموکوپل ارزان و بسیار مقاوم است و میتوان از انها در بسیاری از محیطهای فیزیکی و شیمیایی استفاده کرد . برای عملکرد انها نیاز به تغذیه خارجی و جود ندارد و دقت انها معمولا مثبت منفی یک درجه است .

نام حس گر

محدوده دمایی (درجه سانتیگراد)

دقت(مثبت منفی سانتیگراد)

قیمت

میزان مقاومت

ترموکوپل

۲۶۰۰+تا۲۷۰-

۱

پایین

بسیار بالا

RTD

۶۰۰+تا۲۰۰-

۰٫۲

متوسط

بالا

ترمیستور

۲۰۰+تا۵۰-

۰٫۲

پایین

متوسط

مدار مجتمع

۱۲۵+تا۴۰-

۱

پایین

پایین

RTD ها در محدوده دماهای میانی از ۲۰۰-تا۶۰۰+سانتیگراد بکار میروند. این حس گرها دقت بالا معمولا در محدود مثبت منفی ۲ درجه سانتیگراد را دارا میباشند . RTD ها همچنین میتوانند در بیشتر محیطهای فیزیکی و شیمیایی استفاده شوند ولی به اندازه ترموکوپلها مقاوم نیستند.

ترمیستورها در کاربردهای دمایی پایین تا میانی در محدوده ۵۰-تا ۲۰۰+ بکار میروند این حس گرها به اندازه ترموکوپلها و RTD ها مقاوم نیستند و نمیتوان از انها به راحتی در محیطهای شیمیایی استفاده کرد. ترمیستورها ارزانقیمت هستند.

حس گرهای نیمه هادی در کاربردهایی با دمای پایین و در محدوده ۴۰-تا۱۲۵+ بکار میروند اتصال انها با محیط کامل نیست . قیمت ارزانی دارند و در بعضی از مدلها مستقیم و بدون نیاز به مبل A/D به کامپیوتر وصل میشوند.

مزایا و معایب حس گرها

حس گر

مزایا

معایب

ترموکوپل

محدوده دمایی وسیع

قیمت پایین

مقاوم

غیر خطی

حساسیت پایین

نیاز به تنظیم اتصال مرجع

در معرض اغتشاش الکتریکی

RTD

خطی

محدوده دمایی وسیع

پایداری بلا

زمان پاسخ دهی طولانی

قیمت بالا

نیاز به منبع جریان

حساسی به ضربه

ترمیستور

زمان پاسخ دهی کوتاه

قیمت پایین

اندازه کوچک

تغییر بزرگ در مقاومت نسبت به دما

غیر خطی

نیاز به منبع جریان

محدوده دمایی محدود

بدون تنظیم به اسانی قابل تنظیم نیست

مدار مجتمع

بسیار خطی

قیمت پایین

حس گر خروجی رقمی را میتوان بدون نیاز به A/D به ریز پردازنده وصل نمود

محدوده دمایی محدود

نیاز به منبع جریان و یا ولتاژ دارد

خطاهای ناشی از عملکرد خود مجموعه را دارد

عم اتصال کامل حرارتی با محیط

خطاهای اندازه گیری:

منابع مختلفی میتواند برای ایجاد خطا در حین اندازه گیری دما وجود داشته باشد که برخی از خطاهای مهم توضیح داده میشود.

خطاها ی تنظیم:

خطاهای تنظیم در اثر خطاهای انحراف و خطای خطی پدید میاید .این خطاها در اثر چرخه های طولانی حرارتی

ایجاد میشود و معمولا سازندگان توصیه میکنند که ابزار اندازه گیری را هر چند وقت یک بار تنظیم کنید. در زمان تعویض حس گر از همان نوع حتما باید عمل تنظیم مجددا صورت پذیرد. RTD ها دقیقترین و پایدار ترین حس گر ها هستند.

ایجاد حرارت در اثر عمل حس گر:

RTD ها ترمیستورها و حس گرهای نیمه هادی برای خواندن خارجی نیاز به منبع تغذیه خارجی دارند . این منبع میتواند سبب گرم شدن حس گر و در عمل خواندن خطا ایجاد کند.

اغتشاش الکتریکی:

اغتشاش الکتریکی( noise ) سبب ایجاد خطا در اندازه گیری میشود . ترموکوپلها ولتاژ بسیار پایینی تولید میکنند و به همین دلیل اغتشاش میتواند به راحتی بر اندازه گیری انها اثر بگذارد . با استفاده از فیلترهای پایین گذر دور نگه داشتن حس گرها و سیمها از ابزار های الکتریکی میتوان این مقدار را به حداقل رساند.

فشار مکانیکی:

برخی حس گرها مثل RTD ها به فشار مکانیکی حساس هستند و وقتی در معرض فشار قرار میگیرند خروجیهای نادرست ایجاد میکنند . با اجتناب از تغیر فرم حس گر استفاده نکردن از مواد چسبنده برای اتصال ثابت حس گر و استفاده از ترموکوپل که حساسیت کمتری نسبت به فشار مکانیکی دارند میتوانند راه گشای باشد .

منبع: bselectron.mihanblog.com

دیدگاه خود را بیان کنید

لطفا پیام خود را وارد نمایید
لطفا نام خود را در این قسمت وارد نمایید