در این قسمت از سری مقالات آموزشی نمایندگی زیمنس با سنسورهای حرارتی آشنا شده، انواع آنها را بررسی کرده و با رابطه استفاده آنها در پی ال سی های زیمنس آشنا خواهید شد.
سنسور حرارتی
سنسورهای حرارتی برای ثبت و کنترل دمای محیط یا جسم مورد اندازه گیری استفاده می شود. سنسورهای حرارتی را می‌توان به دو گروه تماسی و غیر تماسی تقسیم نمود.
سنسورهای حرارتی تماسی
این سنسور برای اندازه گیری دمای محیط، دمای خودش را اندازه گیری می کند. انواع سنسورهای تماسی پرکاربرد در صنعت عبارتند از:
1- ترموکوپل
ترموکوپل از دو فلز غیر همجنس تشکیل شده است که در یک نقطه به هم اتصال دارند. با تغییر درجه حرارت در محل اتصال، ولتاژ بسیار کمی در حد چندین میلی ولت (حداکثر مقدار 100 میلی ولت) ظاهر می شود. این سنسور با توجه به استحکام زیاد، قیمت مناسب، زمان واکنش کوتاه و قابلیت اندازه گیری درجه حرارت بالا، نسبت به انواع دیگر بسیار پرکاربرد است.
2- ترمیستور
سنسورهای حرارتی از جنس نیمه هادی هستند که از ترکیب دو یا چند اکسید فلزی ساخته می شود. اگر در ساختار آنها از اکسیدهای کبالت، مس، آهن، منیزیم استفاده شود، نیمه هادی دارای مقاومتی با ضریب حرارتی منفی (NTC) خواهد بود و اگر در ساختار آن از مشتقات باریم، سرب یا استرانیم استفاده شود نیمه هادی دارای مقاومتی با ضریب حرارتی مثبت (PTC) است.
3- RTD
RTD از جنس مس، نیکل یا پلاتینیوم است که مقاومت آن با تغییر درجه حرارت تغییر می کند. بنابراین می توان با اعمال یک جریان ثابت و اندازه گیری مقدار ولتاژ خروجی، مقاومت متغیر معادل RTD را در مدار به دست آورد و درجه حرارت را محاسبه نمود. PT100 یک نوع RTD از جنس پلاتینیوم است که در حالت استاندارد و در صفر درجه سانتیگراد مقاومت آن 100 اهم است.
PT100 در سه مدل 2 سیمه، 3 سیمه و 4 سیمه وجود دارد. از سنسور دو سیمه به دلیل دقت پایین در کابل های طویل کمتر استفاده می شود. زمانی که کابل ارتباطی PT100 طولانی باشد برای جبران مقاومت مسیر از سنسور سه سیمه استفاده می شود.
نکته: ترموکوپل و RTD برای اندازه گیری درجه حرارت بالا و ترمیستور برای رنج حرارتی پایین مناسب است. ترمیستور نسبت به RTD دارای زمان واکنش کوتاه تری است.
سنسورهای حرارتی غیر تماسی(Thermal proximity sensor)
در این نوع سنسورها آنچه سنجیده می شود توان حرارتی مادون قرمز یا نور متصاعد شده از یک سطح است. در بعضی موارد به ویژه در کوره هایی که به وسیله اکسیژن فشرده، مواد مذاب درون کوره را در حرارت بالا نگاه می دارند و پاشیدن مواد مذاب مانع از دید در فاصله نزدیک و استفاده از روش های اندازه گیری تماسی می شود، به کارگیری سنسور IR در فاصله دور کاربردی تر است.
