Температурный датчик: принцип действия и сфера применения

В электрических цепях контроля, защиты или управления широко используется температурный датчик. Он необходим для регулировки тепловых режимов при работе самого различного оборудования на производстве. Такие устройства широко используются и в бытовых приборах: стиральных машинах, телевизорах, компьютерах и т.д. Использование температурного датчика позволяет избежать многих аварий и спасти дорогостоящую технику на производстве и в быту.

Эти приборы преобразуют измеряемую температуру объекта в аналоговый или релейный сигнал, понятный для приемной аппаратуры. Они отличаются по способу преобразования теплового сигнала и бывают нескольких видов:

• Уже давно известно, что при изменении температуры изменяется внутреннее сопротивление материалов. На основе этого и были созданы терморезистивные термодатчики. Температурный датчик такого типа обладает небольшими габаритами и хорошими эксплуатационными характеристиками. Он хорошо согласуется с работой в слаботочных цепях с электронными схемами, которые выделяют любое изменение сопротивления и используют полученный сигнал для дальнейшего преобразования. К недостаткам можно отнести нелинейность характеристики, что приводит к усложнению схем изменения полученного сигнала.
• Полупроводниковые термодатчики работают по тому же принципу, но они гораздо чувствительнее терморезистивных. Они обладают линейной характеристикой, их несложно изготовить в домашних условиях. К недостаткам можно отнести небольшой диапазон измеряемой температуры (-55 - +155).
• Термоэлектрические преобразователи широко применяются на производстве, например, в электродуговых печах для контроля над технологическим процессом. Термопары платиновой или вольфрамовой групп обладают широким температурным диапазоном измерения. Они могут нормально работать в условиях, превышающих температуру плавления многих металлов. Температурный датчик такого типа можно встретить в быту, он может быть использован для контроля над температурой в сауне.
• Для дистанционного измерения температуры используют специальные устройства, которые регистрируют тепловые волны, исходящие от нагретых тел. Температурный датчик такого типа называется пирометром. К недостаткам таких приборов можно отнести частое искажение температурного поля и снижение стабильности работы самого прибора.
• Акустические датчики используются для измерений в газовых и иных средах. Они могут быть полезны там, где контактные методы измерения невозможны. Принцип их работы основан на изменении скорости прохождения акустических волн в различно нагретых средах. Температурные датчики такого типа обладают большой погрешностью. Часто требуется проведение повторных замеров для уточнения результатов измерений.

Все вышеперечисленные датчики температурные широко применяются при проектировании и создании электронных устройств различной степени сложности. Без них становится невозможным функционирование большей части схем, и от их стабильной работы зависит многое. При проектировании наиболее ответственных узлов на базе этих элементов часто применяется дублирование показаний различных датчиков.