التحكم في درجة الحرارة موجود في كل مكان في عمليات التصنيع ، مما يسمح لك بتحديد وضع التشغيل المناسب أو تتبع التغييرات في حالة المواد. يعتبر نظام درجة الحرارة مهمًا بنفس القدر عند تشغيل الفرن في المطبخ وفي الأفران العالية عند صهر الفولاذ ، ويمكن أن يؤدي الانحراف عن التشغيل العادي إلى وقوع حوادث وإصابة الأشخاص. لتجنب العواقب غير السارة ولضمان إمكانية تنظيم درجة التسخين ، يتم استخدام مستشعر درجة الحرارة.
الكهروحرارية
يعتمد المستشعر الكهروحراري على مبدأ المزدوجة الحرارية (انظر. الشكل 1) - جميع المعادن لها تكافؤ معين (عدد الإلكترونات الحرة في المدارات الذرية الخارجية التي لا تشارك في الروابط الصلبة). عندما تتعرض لعوامل خارجية تنقل طاقة إضافية للإلكترونات الحرة ، يمكنها ترك الذرة ، مما يخلق حركة الجسيمات المشحونة. في حالة الجمع بين معدنين لهما إمكانات مختلفة لإطلاق الإلكترونات والتسخين اللاحق للوصل ، سينشأ فرق جهد يسمى تأثير سيبيك.
أشباه الموصلات
إنها مصنوعة على أساس بلورات ذات خاصية جهد تيار معينة. تعمل مستشعرات درجة الحرارة هذه في وضع تبديل أشباه الموصلات ، على غرار الترانزستور ثنائي القطب الكلاسيكي ، حيث تكون درجة التسخين قابلة للمقارنة مع إمداد القاعدة المحتملة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، سيبدأ مستشعر أشباه الموصلات في تقديم قيمة تيار أعلى. كقاعدة عامة ، لا يتم استخدام أشباه الموصلات نفسها لقياس التسخين ، ولكنها متصلة من خلال دائرة مكبر للصوت (انظر. الشكل 2).
وهي تختلف في مجموعة واسعة من القياسات والقدرة على ضبط المستشعر وفقًا لمعايير تشغيل الجهاز. إنها من النوع عالي الدقة ، لا تعتمد إلا قليلاً على مدة العملية. لها أبعاد صغيرة ، مما يجعلها سهلة التركيب في الدوائر وعناصر الراديو وما إلى ذلك.
قياس الحرارة
إنهم يعملون على حساب أجهزة الاستشعار الخاصة - البيرومترات ، والتي تسمح بالتقاط أدنى تقلبات في درجات الحرارة لسطح العمل لأي جسم. العنصر الحساس نفسه عبارة عن مصفوفة تستجيب لتردد معين لنطاق درجة الحرارة. هذا المبدأ هو الأساس للقياسات باستخدام مقياس حرارة غير متصل ، والذي انتشر على نطاق واسع أثناء مكافحة فيروس كورونا بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام استخدامها بنشاط للتحكم في التصوير الحراري للعناصر الهيكلية والمعدات والمباني والهياكل.
مقاوم للحرارة
تعتمد مستشعرات درجة الحرارة هذه على أجهزة الثرمستورات - وهي أجهزة تعتمد بشكل معين على المقاومة على درجة تسخين المادة الأساسية. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تتغير أيضًا موصلية المقاوم ، بحيث يمكنك مراقبة حالة الكائن المطلوب.
العيب الرئيسي لجهاز الاستشعار المقاوم للحرارة هو النطاق الصغير لدرجة الحرارة المقاسة ، لكنه قادرة على توفير خطوة قياس جيدة ودقة عالية في أعشار ومئات من الدرجات درجة مئوية. لهذا السبب ، غالبًا ما يتم تضمينها في الدائرة باستخدام مكبر للصوت يوسع حدود التشغيل.
صوتي
تعمل مستشعرات درجة الحرارة الصوتية على مبدأ تحديد سرعة نقل الصوت حسب درجة حرارة المادة أو السطح. يقارن المستشعر نفسه سرعة الصوت الناتج عن المصدر ، والتي ستختلف حسب درجة التسخين (انظر. الشكل 4). هذا النوع غير متصل ويسمح لك بأخذ القياسات في الأماكن التي يصعب الوصول إليها أو في الأشياء عالية الخطورة.
كهرضغطية
يعتمد تشغيل المستشعر على تأثير انتشار اهتزازات بلورة الكوارتز عند مرور تيار كهربائي. ولكن ، اعتمادًا على درجة الحرارة المحيطة ، سيتغير أيضًا تردد التذبذب البلوري. يتمثل مبدأ تثبيت التغيرات في درجات الحرارة في قياس تردد الاهتزاز ثم مقارنته بالمعايرة المحددة لمعدلات درجات الحرارة المختلفة.