معرفی انواع حسگر یا سنسور های دما :

حسگرهای دما یکی از پر کاربردترین حسگرهای قابل استفاده در صنعت می باشد. اندازه گیری دما به چند روش امکان پذیر می باشد که عبارت انداز:

1) ترموکوپل

2) RTD

1) ترموکوپل :

لغت Thermocouple از ترکیب دو واژه Thermo (دما) و Couple (جفت) ساخته شده است. این سنسور ها برای اندازه گیری دما از یک جفت آلیاژ فلزی رسانا ساخته میشوند.  وقتی به محل اتصال این دو آلیاژ حرارت داده شود، اختلاف پتانسیلی در دو سر آلیاژ ها بوجود می‌آید. این اختلاف پتانسیل تابع میزان حرارت اعمال شده‌ است و بنابراین با بررسی میزان ولتاژ خروجی می‌توان درجه حرارت اعمال شده به ترموکوپل را تشخیص داد. رایج ترین نوع سنسور های Thermocouple در صنعت عبارتند از ترموکوپل های نوع J و K . ترموکوپل ها دو سیم در خروجی دارند. بر اساس استاندارد، رنگ سیم ها می تواند  نشان دهنده نوع ترموکوپل باشد.

مزایا: قیمت ارزان، رنج دمایی گسترده، زمان پاسخگویی سریع و دوام زیاد در کاربردهایی که با لرزش زیاد همراه هستند.

معایب: دقت ترموکوپل از RTD کمتر است، پایداری سیگنال در طول زمان به خطر می افتد. در دماهای بالا به صورت متناوب نیازمند تعویض است. بر اساس مکانی که نصب شده است، با توجه به تغییر دمای محیط در فصول مختلف سال، ممکن است شاهد تغییر سطح سیگنال میلی ولت تولید شده توسط ترموکوپل باشیم.

انواع ترموکوپل ها  :

1-نوع E : کرومل و کنستانتان (chromel and constantan)

2-نوع j : آهن و کنستانتان (Iron and constantan)

3-نوع T : مس و کنستانتان (copper and constatan)

4-نوع   k: کرومل و آلومل (chromel and Alumel)

5- نوع N : نیکروسیل و نیسیل (nicrosil and nisil)

6- نوع B و S و  R : پلاتین و رودیوم (platinum and Rhodium)

2) سنسور RTD چست ؟

RTD مخفف Resistance Temperature Detector به معنی حسگر مقاومتی دما می باشد. RTD ها از نوع سنسورهای خطی در اندازه گیری دما می باشند که سیگنال خروجی شان به صورت یک سیگنال مقاومتی است. مقاومت اندازه گیری شده را می توان با استفاده از جداول و روش های استاندارد به مقدار دمای متناظرش تبدیل نمود. اما المان های RTD از جنس پلاتین مرسوم ترین نوع RTD اند که دو نوع اصلی آن با عنوان PT100  و PT1000 وجود دارند. این سنسور ها میتوانند در انواع دو سیمه ، سه سیمه و چهار سیمه تولید شوند که نوع سه سیمه از بقیه رایج تر است (تعادل بین دقت و قیمت). معمولا رنگ دو سیم در RTD یکسان است و سیم سوم رنگ دیگری دارد.

مزایا: دقت بالا،  پایداری، تکرار پذیری و عمر طولانی

معایب : قیمت بالا، زمان پاسخگویی پایین، رنج دمایی کوچک (برای دماهای خیلی پایین و خیلی بالا مناسب نیست)

نکته: فاکتورهای مهم برای انتخاب بین ترموکوپل یا RTD به ترتیب دمای فرایند و دقت اندازه گیری می باشد .

مثال:

دمای فرآیند :

۱ – کمتر از ۲۰۰ درجه سانتیگراد :

هر دو سنسور RTD و Thermocouple قابل استفاده هستند.

۲ – بین ۲۰۰ درجه و ۵۰۰ درجه سانتیگراد :

احتمالا استفاده از Thermocouple مناسب تر باشد.

۳ – بیشتر از ۵۰۰ درجه سانتیگراد :

برای اپلیکیشن هایی که دمای فرآیند بالا دارند، به Thermocouple نیاز است. RTD ها در این دما عملکرد درستی ندارند.

دقت اندازه گیری :

۱ – دقت مورد نیاز ±۰٫۱% (± یک دهم درصد) یا ±۰٫۰۱% (± یک صدم درصد)

تنها یک RTD میتواند در چنین سطح دقتی عملکرد مناسب ارائه کند.

در مقایسه سنسورهای دما می توان گفت که RTD زمان پاسخ و دقت بیشتر نسبت به ترموکوپل دارد.

۲ – دقت مورد نیاز ±۱% (± یک درصد) یا بزرگتر

اگر میزان دقت اهمیت بالایی ندارد و یا اینکه به یک سنسور (rugged) احتیاج است تا در کاربرد های با لرزش بالا دوام بیاورد، ترموکوپل مناسب است.