다른 온도 센서의 장단점

많은 기술 프로세스에서 가장 중요한 물리량 중 하나는 온도입니다. 산업계에서는 측정을 위해 온도 센서를 사용합니다. 이 센서는 온도 정보를 전기 신호로 변환한 다음 전자 장치 및 자동화에 의해 처리 및 해석됩니다. 결과적으로 온도 값은 단순히 디스플레이에 표시되거나 하나 또는 다른 장비의 작동 모드를 자동으로 변경하는 기초 역할을 합니다.

어떤 식으로든 온도 센서는 오늘날 특히 산업 분야에서 없어서는 안 될 필수 요소입니다. 그리고 다양한 유형의 온도 센서의 특징을 명확하게 이해하고 용도에 맞는 올바른 센서를 선택하는 것이 중요합니다. 나중에 이야기하겠습니다.

목적에 따라 다른 센서

기술적으로 온도 센서는 접촉식과 비접촉식의 두 가지 큰 그룹으로 나뉩니다. 비접촉식 센서는 작업에서 측정 원리를 사용합니다. 적외선 매개변수먼 표면에서 오는.

반면에 보다 광범위하게 시장에 나와 있는 접촉식 센서는 온도를 측정하는 과정에서 센서 요소가 온도를 측정할 표면 또는 매체와 직접 접촉한다는 점에서 다릅니다. 따라서 접촉 센서를 자세히 조사하고 유형과 특성을 비교하고 다양한 유형의 온도 센서의 장단점을 평가하는 것이 가장 편리합니다.

온도 센서를 선택할 때 가장 먼저 해야 할 일은 온도 측정 방법을 결정하는 것입니다. 적외선 센서는 표면에서 멀리 떨어진 곳에서 온도를 측정할 수 있으므로 센서와 센서가 향할 표면 사이의 대기가 가능한 한 투명하고 깨끗해야 합니다. 그렇지 않으면 온도 데이터가 왜곡됩니다( 보기 - 장비 작동 중 비접촉식 온도 측정).

접촉 센서를 사용하면 표면의 온도 또는 접촉하는 환경의 온도를 직접 측정할 수 있으므로 일반적으로 주변 대기의 청결도는 중요하지 않습니다. 여기에서 센서와 테스트 재료 사이의 직접적이고 고품질의 접촉이 중요합니다.

접촉 프로브는 서미스터, 저항 온도계 또는 열전쌍과 같은 여러 기술 중 하나를 사용하여 제조할 수 있습니다. 각 기술에는 장점과 단점이 있습니다.

서미스터는 매우 민감하며 가격은 열전대와 저항 온도계의 중간이지만 정확도와 선형성에는 차이가 없습니다.

열전쌍은 더 비싸고 온도 변화에 더 빠르게 반응하며 측정은 서미스터보다 더 선형적이지만 정확도와 감도는 높지 않습니다.

저항 온도계는 세 가지 중에서 가장 정확하며 선형이지만 열전쌍보다 가격이 저렴하지만 덜 민감합니다.

또한 센서를 선택할 때 측정된 온도 범위에 주의를 기울여야 합니다. 열전대 및 저항 온도계의 경우 사용된 민감한 요소의 재질에 따라 다릅니다. 따라서 타협점을 찾아야 합니다.

열전대

온도 센서 열전대 덕분에 일하다 제베코프 효과... 서로 다른 금속으로 된 두 개의 와이어가 한쪽 끝에 납땜되어 있습니다. 이것은 측정된 온도에 노출되는 소위 열전쌍의 열접점입니다. 전선의 반대쪽 끝 부분의 온도는 변하지 않으며 여기에 민감한 전압계가 연결됩니다.

전압계로 측정되는 전압은 열접점과 전압계에 연결된 전선 사이의 온도 차이에 따라 달라집니다. 열전쌍은 특정 열전쌍 센서의 측정 온도 범위를 결정하는 열접점을 형성하는 금속이 다릅니다.

아래는 이러한 다양한 센서 유형에 대한 표입니다. 센서 유형은 필요한 온도 범위와 환경의 특성에 따라 선택됩니다.

Type E 센서는 산화 또는 불활성 환경에서 사용하기에 적합합니다. Type J — 진공, 불활성 또는 환원 환경에서 작동하는 경우. Type K — 산화 또는 중성 환경에 적합합니다. N 유형 - K 유형에 비해 수명이 더 깁니다.

T형 센서는 부식에 강하므로 습한 산화, 환원, 불활성 환경 및 진공에서 사용할 수 있습니다. R(산업용) 및 S(실험실용) — 유형 —은 특수 세라믹 절연체 또는 비금속 튜브로 보호해야 하는 고온 센서입니다. 유형 B는 유형 R 및 S보다 온도가 훨씬 더 높습니다.

열전대 센서의 장점은 고온에서의 작동 매개변수의 안정성과 열접점 온도 변화에 대한 상대적 응답 속도입니다. 이 유형의 센서는 사용 가능한 다양한 직경으로 제공됩니다. 가격이 저렴합니다.

단점으로 써모커플은 정확도가 낮고 측정 전압이 매우 낮으며 이러한 센서에는 항상 보상 회로가 필요합니다.

저항 온도계

저항 온도계 또는 가변 저항 온도 센서는 RTD로 약칭됩니다. 온도 변화에 따라 금속의 저항이 변하는 원리에 따라 작동합니다. 사용 금속: 백금(-200°C ~ +600°C), 니켈(-60°C ~ +180°C), 구리(-190°C ~ +150°C), 텅스텐(-100°C) ° C ~ +1400 ° C) — 필요한 측정 온도 범위에 따라 다름.

백금은 다른 금속보다 더 자주 저항 온도계에 사용되어 상당히 넓은 온도 범위를 제공하고 감도가 다른 센서를 선택할 수 있습니다. 따라서 Pt100 센서는 0°C에서 100옴의 저항을 가지며 Pt1000 센서는 동일한 온도에서 1k옴을 갖습니다. 즉, 더 민감하고 온도를 더 정확하게 측정할 수 있습니다.

열전대에 비해 저항 온도계는 정확도가 높고 매개 변수가 더 안정적이며 측정 온도 범위가 더 넓습니다. 그러나 열전대보다 감도가 낮고 응답 시간이 깁니다.

서미스터

다른 유형의 접촉식 온도 센서 — 서미스터… 온도에 따라 저항이 크게 변할 수 있는 금속 산화물을 사용합니다. 서미스터는 PTC — PTC 및 NTC — NTC의 두 가지 유형이 있습니다.

첫 번째는 특정 작동 범위에서 온도가 증가함에 따라 저항이 증가하고 두 번째는 온도가 증가함에 따라 저항이 감소합니다. 서미스터는 온도 변화에 대한 빠른 응답과 저렴한 비용이 특징이지만, 매우 취약하고 동일한 저항 온도계 및 열전쌍보다 작동 온도 범위가 좁습니다.

적외선 센서

기사 시작 부분에서 언급했듯이 적외선 센서는 먼 표면, 즉 대상에서 방출되는 적외선을 해석합니다. 그들의 장점은 온도 측정이 비접촉 방식으로 수행된다는 것입니다. 즉, 센서를 물체에 단단히 누르거나 환경에 담그지 않아도 됩니다.

센서는 온도 변화에 매우 빠르게 반응하기 때문에 컨베이어와 같이 움직이는 물체의 표면을 검사하는 데에도 적용할 수 있습니다. 오븐이나 공격적인 영역에서 직접.

적외선 센서의 단점은 열 방출 표면의 상태에 대한 민감도와 자체 광학 장치의 청결도 및 센서와 대상 사이 경로의 대기에 대한 민감도를 포함합니다. 먼지와 연기는 정확한 측정을 크게 방해합니다.