سنسور دما صنعتی در یک تعریف ساده یک دستگاه الکترونیکی است که دمای محیط خود را اندازه‌گیری می‌کند و داده‌های ورودی را به داده‌های الکترونیکی تبدیل خواهد کرد تا تغییرات دما را ثبت کند یا بر اساس آن سیگنال دهد. انواع مختلفی از سنسورهای دما وجود دارد. برخی از سنسورهای دما نیاز به تماس مستقیم با جسم فیزیکی دارند که در حال نظارت است (حسگرهای دمای تماسی)، درحالی‌که برخی دیگر به طور غیرمستقیم دمای یک جسم را اندازه‌گیری می‌کنند (سنسورهای دمای غیرتماسی). اگر به دنبال خرید سنسور دما صنعتی هستید، در ادامه با ما همراه باشید تا اطلاعات کاربردی مورد نیاز برای انتخاب بهترین سنسورهای دمایی را در اختیار شما عزیزان قرار دهیم.
سنسور دما صنعتی چیست؟
سنسورهای دما صنعتی دستگاه‌هایی هستند که سرما و گرما را تشخیص داده و اندازه‌گیری می‌کنند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند. سنسورهای دما در زندگی روزمره ما بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند و از رایج‌ترین کاربردهای آن می‌توان به آب‌گرم‌کن صنعتی، دماسنج، یخچال یا مایکروویو و همچنین استفاده در صنایع مختلف اعم از پتروشیمی، نفت و گاز، آهن و فولاد، پزشکی و … اشاره کرد. بسته به کاربرد سنسور ممکن است از انواع سنسورهای ساده تا پیچیده استفاده شود.
سنسور دما صنعتی یا غیرصنعتی دقیقاً چه کاری انجام می‌دهد؟
سنسورهای دما دستگاه‌هایی هستند که برای اندازه‌گیری درجه خنکی و گرمی یک جسم طراحی شده‌اند. ولتاژ دو سر دیود به کار رفته در یک سنسور دما صنعتی به اندازه‌گیری دما کمک می‌کند. درواقع هر چه دما سردتر باشد، مقاومت کمتر خواهد بود و بالعکس. اندازه‌گیری مقاومت در سراسر دیود انجام می‌شود و اندازه‌گیری به واحدهای دما تبدیل می‌شود که قابل خواندن هستند و به‌صورت عددی روی واحدهای بازخوانی نمایش داده می‌شوند. بسته به اینکه سنسور دما صنعتی باشد یا غیرصنعتی، ممکن است میزان مقاومت اجزای به کار رفته در آن متفاوت باشد که بر قیمت سنسور نیز تأثیر می‌گذارد.
انواع سنسور دما صنعتی و غیرصنعتی کدام‌اند؟
سنسورهای دما صنعتی به‌طورکلی در دو دسته تماسی و غیرتماسی تقسیم‌بندی می‌شوند. اما اگر بخواهیم انواع سنسور دما را به طور دقیق‌تر بررسی کنیم، عبارت‌اند از:
ترموکوپل
ترموکوپل یک نوع رایج سنسور دما است که از ترکیب انتهای دو فلز مختلف ساخته می‌شود. انتهای اتصال “HOT JUNCTION” نامیده می‌شود. انتهای دیگر به‌عنوان “Cold JUNCTION” یا “COLD END” معرفی می‌شود. اتصال سرد در آخرین قسمت ماده ترموکوپل ایجاد می‌گردد. اگر دمای محل اتصال سرد و اتصال گرم تغییر کند، ولتاژ کمی تولید می‌شود. این ولتاژ EMF (نیروی محرکه الکتریکی) است و می‌تواند اندازه‌گیری و برای نمایش تغییرات دما مورد استفاده قرار گیرد.
ترموکوپل رایج‌ترین نوع سنسور دما صنعتی است. ترموکوپل‌ها با توجه به کاربرپسند بودن، سادگی و سرعت واکنش آنها به تغییر دما رایج هستند. خوشبختانه در شرکت دانش‌بنیان پایاسنس بهترین انواع ترموکوپل برای کاربردهای مختلف، تولید و به بازار عرضه می‌شوند. ترموکوپل‌ها همچنین دارای بیشترین سطح پوشش دما در بین تمام سنسورهای دما هستند و از کمتر از 200- درجه سانتیگراد تا بیش از 2000 درجه سانتیگراد را پوشش می‌دهند.
ترموکوپل‌ها در چندین ترکیب فلزی یا کالیبراسیون وجود دارند. معمول‌ترین انواع ترموکوپل‌ها ترموکوپل‌های پایه فلزی هستند. هر کالیبراسیون دارای سطح دمایی و محیط خاصی است، درحالی‌که حداکثر دما با قطر سیم به کار رفته در ترموکوپل تغییر می‌کند.
ترموکوپل‌ها اساساً شامل دو فلز مختلف مانند کنستانتان و مس هستند که به هم متصل شده‌اند. یکی از اتصالات در دمای ثابت نگهداری می‌شود و به‌عنوان اتصال مرجع معرفی می‌شود، درحالی‌که دیگری اتصال اندازه‌گیری است. هنگامی که دمای دو اتصال تغییر می‌کند، یک ولتاژ در سراسر اتصال تولید می‌شود که برای حس شدن دما استفاده می‌شود.
شما باید هنگام خرید سنسور دما صنعتی دقت کنید که به چه سنسوری نیاز دارید. برای این کار باید کاربرد هرکدام را بدانید. به عنوان مثال، ترموکوپل را می‌توان در چندین کاربرد استفاده کرد، از جمله:
- سنسورهای شعله در ماشین‌های ایمنی برای سیستم‌های گازسوز
- سنسورهای دما در ترموستات برای ابزار خانگی
- اندازه‌گیری دما برای روش‌های صنعتی مانند اگزوز توربین گاز و موتورهای دیزلی
سنسور دما RTD
ردیاب دمای مقاومتی یا RTD یک سنسور دما صنعتی است که مقاومت آن به طور مستقیم با دما تغییر می‌کند. معمولاً از پلاتین ساخته می‌شود، درحالی‌که ممکن است از نیکل یا مس نیز ساخته شوند. RTDها را می‌توان به اشکال مختلف مانند تخت یا استوانه ساخت. مشکل این است که پلاتین بسیار گران است و یکی از معایب عملی استفاده از این نوع ابزار هزینه آن است.
بااینحال، شما می‌توانید سنسور RTD را با قیمت مناسب از شرکت دانش بنیان پایاسنس تهیه نمایید. اعمال جریان ثابت، اندازه‌گیری ولتاژ خروجی و تعیین مقاومت RTD روش‌های ساده‌ای برای اندازه‌گیری دما در RTD هستند.
RTDها تقریباً مقاومت خطی در برابر نمودارهای دما را روی قسمت‌های کاری خود نشان می‌دهند. این نوع سنسور دما معمولاً برای زمان‌هایی که نیاز به اندازه‌گیری دما از راه دور وجود دارد، استفاده می‌شود.
RTDها حسگرهای دمایی دقیقی هستند که از فلزات رسانای با خلوص بالا شبیه به ترمیستور ساخته شده‌اند. این سازه‌ها دارای یک لایه نازک از پلاتین هستند که بر روی یک سطح سرامیکی سفید قرار گرفته است. RTDها دارای ضرایب دمایی مثبت (PTC) هستند، اما برخلاف ترمیستور، ولتاژ خارجی آنها بسیار خطی است و اندازه‌گیری‌های بسیار دقیقی را بین سنسورهای دما ایجاد می‌کند.
ترمیستورها
ترمیستور یک سنسور دما صنعتی است که مقاومت آن با دما متفاوت است و تقریباً مشابه RTDها رفتار می‌کنند. بااینحال، ترمیستورها از مواد نیمه‌هادی ساخته می‌شوند. یک ترمیستور دارای نوع خاصی از مقاومت است که مقاومت فیزیکی آن را بیشتر از سایر سنسورهای دما تغییر می‌دهد.
ترمیستورها نمودار مقاومت-دما را به‌صورت غیرخطی ارائه می‌دهند. در نتیجه، می‌تواند تغییرات مقاومت زیادی را برای یک تغییر دمای بسیار کوچک در محدوده کاری ارائه دهد. این ویژگی آن را به ابزاری بسیار حساس تبدیل می‌کند که برای کاربردهای با تکنولوژی بالا ایده‌آل است.
ترمیستورها معمولاً از مواد سرامیکی مانند اکسیدهای منگنز، نیکل یا کبالت ساخته می‌شوند که روی سطح شیشه خاصی پوشانده شده است. مزایای ویژه آنها نسبت به انواع دیگر نیز شامل دقت، تکرارپذیری و پاسخ سریع به تغییرات دما است. بااینحال، این نوع سنسورهای دما در صنعت بسیار کم مصرف هستند و در موارد غیرصنعتی بیشتر کاربرد دارند.
ترموستات
ترموستات یک نوع تماسی از سنسور دما الکترومکانیکی است که اساساً شامل دو فلز مختلف مانند مس، تنگستن، نیکل یا آلومینیوم است. آنها برای ایجاد یک قسمت دو فلزی ترکیب می‌شوند. حالت انبساط خطی دو فلز مختلف با گرم شدن قطعه تغییر کرده و خمش مکانیکی ایجاد می‌کند.
نیمه‌هادی‌ها
نیمه‌هادی‌ها سنسورهای دمایی هستند که خود انواع مختلفی دارند. از جمله نیمه‌هادی‌های رایج می‌توان به سنسورهای خروجی جریان، خروجی دیجیتال، خروجی ولتاژ، سیلیکون خروجی مقاومتی و سنسورهای دمای دیود اشاره کرد. سنسورهای دمای نیمه‌هادی جدید دقت بالایی را ارائه می‌دهند. آنها همچنین در مدارهای اتصال سرد برای حالت‌های دمای بالا ترموکوپل‌ها مؤثر هستند.
سنسور دما صنعتی دیجیتال
سنسورهای دمای دیجیتال الزامات قطعات اضافی مانند مبدل A/D را حذف می‌کنند و نیازی به کالیبره کردن دستگاه‌ها یا سیستم‌ها در دماهای خاص در هنگام استفاده از ترمیستورها وجود ندارد. این سنسورها در بسیاری از شرایط کاربرد دارند و استفاده می‌شوند.
مزیت اصلی سنسور دمای دیجیتال، محدوده دمای خروجی دقیق آن است. خروجی سنسور متعادل است. این سنسور دما به دستگاه‌های دیگری مانند مبدل آنالوگ به دیجیتال نیاز ندارد؛ بنابراین، استفاده از آن بسیار ساده‌تر از ترمیستور است که نمودار مقاومت دما غیرخطی را نشان می‌دهد.
انواع سنسور دمای تماسی کدامند و چه کاربردی دارند؟
سنسورهای دمای تماسی انواع مختلفی دارند که هر کدام کاربردها و ویژگی‌های خاص خود را دارند. برخی از مهمترین سنسورهای دمای تماسی عبارت‌اند از:
- ترموکوپل‌ها: این سنسورها از دو رسانا استفاده می‌کنند و براساس تغییرات ولتاژ الکتریکی که به علت تغییر دما ایجاد می‌شود، دما را اندازه‌گیری می‌کنند. این نوع سنسور برای اندازه‌گیری دما در دماهای بالا یا پایین و کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- رزیستورهای دما: این سنسورها تغییرات مقاومت الکتریکی را به دلیل تغییرات دما اندازه‌گیری می‌کنند. نوع رایج آنها انواع سنسورهای NTC (مقاومت دماسنجی منفی) و PTC (مقاومت دماسنجی مثبت) هستند. آنها برای کاربردهایی همچون سیستم‌های خنک‌کننده، الکترونیک و سیستم‌های خودرو استفاده می‌شوند.
- ترمیستورها: این سنسورها نوعی رزیستور حساس به دما هستند که حرارت را بر اساس تغییر مقاومت الکتریکی اندازه‌گیری می‌کنند. این ابزار برای کاربردهای پزشکی، صنعتی و الکترونیکی استفاده می‌شوند.
هر یک از این انواع سنسورها ویژگی‌های خاصی دارند که با توجه به نوع کاربرد و شرایط محیطی مورد استفاده‌شان، انتخاب می‌شوند.
مزایای استفاده از انواع سنسور دما صنعتی
همان‌طور که ملاحظه کردید، سنسور دما انواع مختلفی دارد که هنگام خرید سنسور دما باید به نوع آن و کاربردی که دارد، توجه نمایید. اگر نمی‌دانید کدام سنسور دما برای اهداف شما مناسب‌تر است، کارشناسان باتجربه ما در پایاسنس می‌توانند شما را در این زمینه راهنمایی کنند. کافیست با شماره تماس‌های موجود در بخش تماس با ما با همکاران ما در ارتباط باشید. صرف‌نظر از اینکه سنسور دمای موردنظر شما کدام سنسور است، مزایای سنسورهای دما عبارت‌اند از:
- سنسورهای دما صنعتی دقیق و بسیار قابل اعتماد هستند و هزینه پایینی دارند.
- سنسورهای دما هم برای کاربردهای صنعتی و هم برای کاربردهای عادی مناسب هستند.
- حسگر سنسورها جرم پایینی دارند و در نتیجه زمان پاسخ سریع را به همراه دارند.
- سیم ارتعاشی مورد استفاده در انواع سنسور دما کاملاً قابل تعویض است. همه سنسورها با یک نشانگر قابل خواندن هستند.
- سنسورهای دما صنعتی با نشانگرهایی برای نمایش مستقیم دما در دسترس هستند.
- فناوری RTD و ترموکوپل پایداری طولانی‌مدت، خواندن آسان و سریع را تضمین می‌کند.
نحوه انتخاب سنسور دما صنعتی مناسب
هنگام انتخاب و خرید سنسور دما صنعتی برای یک کاربرد خاص، عواملی باید در نظر گرفته شوند. نکات زیر مواردی هستند که باید هنگام انتخاب سنسور دما در نظر بگیرید:
محدوده دما
انواع مختلفی از سنسور دما صنعتی قادر به اندازه‌گیری محدوده‌های دمایی مختلف هستند و ممکن است در محدوده خاصی دقیق‌تر باشند. مهم است که مطمئن شوید که محدوده سنسور دما بررسی شده است و همچنین محدوده برنامه مورد انتظار شما را پوشش می‌دهد.
دقت و ثبات
یک برنامه ممکن است به درجه خاصی از دقت نیاز داشته باشد. توجه داشته باشید که واریانس ترموکوپل‌ها در پایداری طولانی‌مدت بیشتر از ترمیستورها و RTDها است. درواقع باید قبل از استعلام قیمت سنسور دما حتماً از دقت و ثبات سنسور موردنظر مطمئن شوید.
اندازه و بسته‌بندی
نوع سنسور دما صنعتی انتخاب شده با فضای موجود در برنامه تعیین می‌شود. مثلاً اگر فضای محدود وجود دارد، دستگاه کوچک‌تر مورد نیاز است.
شرایط محیطی
یک عامل مهم در قرار دادن و انتخاب سنسور دما صنعتی، شرایطی است که سنسور دمای موردنظر در آن قرار می‌گیرد. رطوبت، ارتعاشات و سایر عوامل محیطی به طور اساسی بر پایداری و دقت سنسور دما تأثیر می‌گذارند. علاوه بر این، نویز الکتریکی بر خوانش‌های آن تأثیر می‌گذارد، به‌خصوص اگر تغییرات دما جزئی و کوچک باشد. توجه به سطح نویز در محیطی که از سنسور دما استفاده می‌شود، اندازه‌گیری دقیق را تضمین می‌کند.
شرایط و محیطی که قرار است سنسور دما در آن قرار گیرد باید به دقت بررسی شود تا از عملکرد بهینه اطمینان حاصل گردد. برای محافظت از سنسور دما و سیم‌کشی آن در برابر شرایط محیطی اقدامات مختلفی می‌توان انجام داد، مانند غلاف‌های فلزی محافظ که در برابر سایش و خوردگی مقاوم هستند. استفاده از روکش، قیمت سنسور دما را افزایش می‌دهد ولی عمر آن را طولانی خواهد کرد.
نتیجه گیری
سنسور دما صنعتی را می‌توان به‌عنوان ابزار ساده‌ای تعریف کرد که درجه سردی یا گرمی را به طور دقیق اندازه‌گیری می‌کند و سپس آن را به یک واحد قابل خواندن بر اساس دما تبدیل خواهد کرد. سنسورهای دما انواع مختلفی از جمله ترموکوپل، ترمیستور، RTD و غیره دارند که هرکدام دارای کاربردهای منحصربه‌فرد خود هستند. مهم است در هنگام خرید سنسور دما صنعتی به کاربرد آن و شرایط محیطی موردنظر دقت داشته باشید تا سنسور مناسبی را انتخاب کنید. اگر در این زمینه به اطلاعات تخصصی‌تر برای یک نوع سنسور خاص جهت خرید نیاز دارید، می‌توانید از کارشناسان مجرب و کاربلد ما در شرکت دانش‌بنیان پایاسنس کمک بگیرید. شماره تماس‌های ما در بخش ارتباط با ما قرار داده شده‌اند.
