انواع سنسور دما چیست و تفاوت ترموکوپلها و RTD ها چیست؟

شناخت انواع سنسور دما در صنعت یکی از اهدف مهم صنعتی به شمار می آید که در صنایع مختلف اصول آن بایستی به دقت پیاده سازی و ساز و کار آن توسط مهندسان و فعالان در صنعت فراگرفته شود.
در این فیلم به شما اطمینان داده میشود که ساز و کار انواع سنسورهای دما و نحوه عملکرد آنها به صورت تصویری فرا خواهید گرفت.
در این مقاله ابتدا انواع سنسور دما را معرفی و سپس به بررسی نحوه عملکرد چند سنسور متداول در صنعت خواهیم پرداخت. در نهایت مهمترین روش های کنترلی دما را معرفی خواهیم کرد.

ویدیو کارگاه تخصصی PLC-PRO:

اجزای اصلی یک سیستم کنترلی

سیستم های کنترلی در حالت کلی طبق شکل زیر اصولا  از سه جزء اصلی ورودی- کنترل کننده و خروجی تشکیل شده است.

سیستم کنترلی

طبق شکل بالا در ابتدای پروسه و در ورودی سیستم های کنترلی ما نیازمند به دانستن داده های اولیه هستیم.
این داده ها همان شرایط فعلی سیستم های تحت کنترل می باشند، که با کمک این داده ها و با استفاده از فرامین کنترلی که در بخش کنترل کننده ارائه میگردد بایستی به شرایط و حالت مطلوب در خروجی که مدنظر ما هست برسیم.

سنسور

المانی که کمیت های فیزیکی مانند دما، فشار، رطوبت و حرارت را به کمیت های الکتریکی تبدیل میکند سنسور نام دارد.
سنسور کمیت های فیزیکی (شرایط فعلی سیستم تحت کنترل) را از محیط دریافت و آن را در اختیار کنترل کننده قرار میدهد.
در یک سیستم کنترل دما، دریافت اطلاعات و سنجش دمای فعلی سیستم تحت کنترل به عهده یک سنسور دما می باشد.

انواع سنسور دما از لحاظ کاربرد

سنسورهای تماسی
سنسورهای غیرتماسی

سنسورهای غیر تماسی

سنسورهای غیرتماسی سنسورهایی هستند که با فاصله از جسم و بدون اتصال با آنها عمل میکند.
به عنوان مثال با نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حس کرده و با ارسال سیکنال الکتریکی باعث باز و بسته شدن کنتاکت های یک رله شوند.

سنسورهای تماسی

سنسورهای تماسی به سنسورهایی اطلاق میگردند که در تماس فیزیکی با جسم مورد نظر، کمیت فیزیکی از جمله دما، فشار و حرارت آن را حس کرده و سیگنال الکتریکی را جهت اعمال کتترلی ارسال میکند.

متداولترین انواع سنسور دما

ترموکوپل ها
RTDها
دونوع از سنسورها که امروز در صنعت به صورت متداولتر جهت سنجش دما مورد استفاده قرار میگیرند ترموکوپل ها و RTD ها می باشند.

ترموکوپل

ترموکوپل ها یکی از پرکاربردترین انواع سنسور دما محسوب می شوند.
در صنعت به طور متداول جهت سنجش دما مورد استفاده قرار میگیرند.
این نوع سنسورها جزء سنسورهای تماسی محسوب میشوند.

ساز و کار ترموکوپل ها به اینگونه است که دو فلز غیر همجنس در نقطه ای بهم دیگر اتصال داده میشود.
زمانی که محل اتصال تحت حرارت قرار بگیرد، بارهای الکتریکی در دو فلز شروع به حرکت کرده و در دو سر آزاد آن ولتاژی ایجاد می گردد.

این پدیده، به پدیده ترموالکتریک یا seebeck معروف می باشد.
ولتاژ ایجاد شده در دوسر آزاد ناچیز بوده و تابع دما، حرارت و جنس دو فلزی که بهم دیگه اتصال داده میشوند می باشد.
از این رو با اندازه گیری ولتاژ دو سر آزاد در خروجی میتوان دما و میزان حرارت اعمال شده را اندازه گیری کرد.

نکته مهم این که باید دو سر آزاد ترموکوپل را توسط سیم های یلندتری افزایش داد تا بتوان سنسور را به محلی که قرار است دمای آن نقطه را بسنجیم انتقال داد. به این نقطه اتصال مرجع یا نقطه سرد می گویند.

در شکل زیر دمای T2 دمایی است که ترموکوپل اندازه میگیرید و دمای T3 دمایی نقطه مرجع یا نقطه سرد و دقیقا همان جایی که دو سرترکوپل را به تجهیزات مورد نظر متصل می کنیم.

 RTD ها، یکی از بهترین انواع سنسور دما

اندازه گیری دما با RTD یکی دیگر از روشهای اندازه گیری دما در صنعت می باشد.
در این نوع سنجش دما از اثر مقاومت استفاده می‌شود به طوری که مقاومت رابطه مستقیم با دما دارد.
به عبارتی دیگر با افزایش دما در فلزات افزایش مقاومت را خواهیم داشت و برعکس. از این رو در یک RTD با اندازه گیری مقاومت یک فلز، دمای آن تعیین می‌شود.

در سنسور RTD که یک سنسور دما می باشد سیگنال خروجی ما به صورت یک سیگنال مقاومتی می باشد.
با قرار دادن RTD در یک بازوی پل وتستون می نوان سیگنال مقاومتی را به یک سیگنال ولتاژ تبدیل نمود واز آن استفاده کرد.

در یک مدار پل وتسون چنانچه تمامی مقاومت ها هر سیم پیچ یکسان باشند.
مقدار جریان عبوری از هر سیم پیچ یکسان است. و در نهایت افت ولتاژ در وسط مدار Vout مقدار صفر ولت را نشان خواهد داد.
حال اگر سنسور RTD را به دو سر a,b متصل کنیم. میتوانیم تغییرات دما و در نهایت تغییرات مقاومت سنسور را با تغییرات افت ولتاژ مدار پل وتسون رصد کنیم.
هرچقدر دما و حرارت دو سر سنسور بیشتر باشد.
چون دما با مقاومت رابطه خطی دارد مقاومت افزایش می یابد و اگر چنانچه مقدار مقاومت سنسور از مقاومت های مدار پل وتسون فاصله گرفت، افت ولتاژ زیادتر شده که میتوان براساس منحنی مشخصه ولتاژ برحسب دمای سنسور، مقدار دمای سیستم تحت کنترل را بدست آورد.

جنس RTD ها از چیست؟

RDTها می توانند از فلزات مختلفی ساخته شوند.
ولی آن چیزی که باید توجه کرد آن هست که فلز مورد استفاده باید نقطه ذوب بالایی داشته باشد.
در مقابل خوردگی مقاوم باشد.از مهمترین فلزاتی که برای ساخت RTD ها استفاده می شود پلاتین ها، نیکل و مس می باشد.
پلاتین بهترین فلز برای استفاده در RTD می باشد. چون رابطه بین مقاومت و دما کاملاً خطی میباشد.
در مس نیز این رابطه نسبتاً خطی می‌باشد. ولی دامنه اندازه گیری آن کمتر از پلاتین می‌باشد.
حساسیت نیکل مورد استفاده در RTD بیشتر می باشد. ولی برای دماهای بیشتر از ۴۰۰ درجه رابطه به شدت غیرخطی است.

انواع سنسور دما RTD از نظر تعداد کابل:

RTD ها دارای انواع دو، سه و چهار سیمه هستند که به ترتیب دقت بالاتری دارند.

RTDها تا چه رنج دمایی را می توانند اندازه گیری کنند؟

این نوع سنسورها قابلیت انداز گیری دما از ۲۰۰ درجه تا ۶۰۰ درجه را دارند که در کلاس ها و دقت های مختلفی تولید میشوند.

مزایا RTDها در مقایسه به ترموکوپل ها

  1. دارای دقت بالا
  2. پایداری بالا
  3. قیمت مناسب
  4. کاربرد در رنج وسیع دمایی
توسط | ۱۳۹۷-۶-۱۲ ۱۸:۵۰:۳۶ +۰۴:۳۰ ۲ اسفند ۱۳۹۶|اتوماسیون صنعتی, تکمیل شده دسته بندی ها|برچسب ها:٪ s |بدون ديدگاه

در باره نویسنده :

ما یه هدف مشترک داریم و میخوایم مهارت هایی که توی صنعت لازمه رو به افراد آموزش بدیم تا روزی که کالای ایرانی در دنیا بهترین باشه. اگه شما هم هدفتون همینه، نماتکی بشید. (:

ثبت ديدگاه

در کمتر از 20 ثانیه عضو شوید و بیش از 100 آموزش رایگان در اختیار شماست.
ویدئوها را برایم بفرست
ما هم مثل شما از ایمیل های تبلیغاتی بیزاریم.
Close