سنسور دما برای اندازه‌گیری دمای یک جسم یا محیط استفاده می‌شود. این سنسورها دما را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکنند.
سنسورهای دما برای اندازه گیری دما استفاده میشوند. آنها را می‌توان در کاربردهای مختلفی یافت، از لوازم خانگی گرفته تا تجهیزات صنعتی.
سنسورهای دما بسته به نوعشان بر اساس اصول مختلفی کار میکنند، اما صرف نظر از نوع سنسور دما، همه آنها دما را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل میکنند که می‌تواند توسط سیستم‌های جمع آوری دیتا یا کنترلرها اندازه گیری و تفسیر شود. سیگنال خروجی بسته به نوع سنسور و نیازهای رابط سنسور، می‌تواند آنالوگ (ولتاژ یا جریان) یا دیجیتال باشد.
انواع مختلف سنسورهای دما بر اساس ویژگی‌های فیزیکی آنها
انواع مختلفی از سنسورهای دما وجود دارند که هر کدام بر اساس کاربردشان دارای ویژگی‌های متفاوتی هستند، اما سنسورهای دما را می‌توان بر اساس نوع فیزیکی آنها به دو دسته کلی تقسیم کرد:
سنسورهای دمای تماسی
سنسورهای دمای تماسی نیاز به تماس فیزیکی با جسمی که دمایش را اندازه میگیرند، دارند. آنها با تماس مسقیم دمای جسم را اندازه‌گیری میکنند. از سنسورهای دمای تماسی می‌توان به ترموکوپل‌ها، آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD) و ترمیستورها اشاره کرد. این سنسورها معمولاً در کاربردهایی استفاده میشوند که در آنها دقت و درستی دماهای اندازه‌گیری شده اهمیت دارند.
سنسورهای دمای غیرتماسی
سنسورهای دمای غیر تماسی نیازی به تماس فیزیکی با جسمی که دمایش را اندازه میگیرند، ندارند. آنها دما را از راه دور با تشخیص تشعشعات حرارتی ساطع شده از جسم اندازه میگیرند. سنسورهای مادون قرمز (IR)، پیرومترها و سنسورهای دمای فیبر نوری نمونه هایی از سنسورهای دمای غیر تماسی هستند. این حسگرها اغلب در کاربردهایی استفاده میشوند که در آنها شیء هدف ممکن است در حال حرکت، غیرقابل دسترس یا در دمای شدید قرار داشته باشد.
سنسورهای دمای تماسی اندازه گیری های مستقیم و درستی را ارائه می دهند اما نیاز به تماس مستقیم با جسم مورد اندازه گیری دارند. از سوی دیگر، سنسورهای دمای غیر تماسی، میتوانند دما را از راه دور و بدون تماس فیزیکی با جسم، اندازه گیری کنند. انتخاب بین سنسورهای تماسی و غیر تماسی به عواملی مانند دقت اندازه گیری، دسترسی به جسم مورد نظر، محدوده دما و الزامات و ویژگی‌های پروژه بستگی دارد.
انواع مختلف سنسورهای دما بر اساس نحوه سنجش دما
انواع مختلفی از سنسورهای دما وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. برخی از نمونه‌های رایج این سنسورها بر اساس نحوه سنجش دمای آنها به طور خلاصه در ادامه آورده شده اند:
ترموکوپل ها
ترموکوپل‌ها از دو فلز غیر مشابه ساخته شده‌اند که به یکدیگر متصل شده‌اند. هنگامی که اختلاف دما بین محل اتصال(سرِگرم) و انتهای دیگر(سرِ سرد) وجود داشته باشد، آنها ولتاژی متناسب با اختلاف دمای بین این دو سر تولید میکنند. این سنسورها به دلیل دوام، دامنه دمایی گسترده و مقرون به صرفه بودن به طور گسترده ای مورد استفاده قرار میگیرند.
آشکارسازهای مقاومتی دما (RTD)
RTDها از اصل تغییر مقاومت الکتریکی با دما استفاده میکنند. برای ساخت آنها از فلزات یا آلیاژهای خالص با ضریب مقاومت
دمایی مثبت استفاده می‌شود، معمولاً از پلاتین ساخته میشوند که یک رابطه خطی مقاومت و دما دارد. با افزایش دما، مقاومت الکتریکی RTD نیز افزایش می‌یابد. این تغییر در مقاومت را می‌توان با استفاده از جداول یا معادلات کالیبراسیون اولیه‌ایی که از پیش تهیه شده با دما مرتبط کرد و دما را مشخص کرد. RTDها درستی، پایداری و تکرارپذیری بالایی دارند که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب میکند.
ترمیستور
ترمیستورها مقاومت‌های حساس به دما هستند که از مواد نیمه هادی ساخته شده‌اند. در این سنسورها از تغییر مقاومت برای
تعیین دما استفاده می‌شود. آنها یک رابطه دما – مقاومتی غیرخطی، با ضرایب دمایی مثبت (PTC) و منفی (NTC) دارند. ترمیستورهای NTC با افزایش دما مقاومت خود را کاهش می‌دهند در حالی که ترمیستورهای PTC با افزایش دما مقاومت خود را افزایش می‌دهند. ترمیستورها مقرون به صرفه، بسیار حساس و در اندازه‌های کوچک موجود هستند.
سنسورهای مادون قرمز (IR)
سنسورهای IR تشعشعات حرارتی ساطع شده از اجسام را شناسایی و اندازه گیری میکنند. در ساخت آنها از یک آشکارساز که به شدت تابش مادون قرمز پاسخ می‌دهد، استفاده می‌شود. دما بر اساس تابش شناسایی شده و منحنی کالیبراسیون سنسور محاسبه می‌شود.
سنسورهای فیبر نوری
سنسورهای فیبر نوری از اصل انتقال نور از طریق فیبرهای نوری برای اندازه گیری دما استفاده میکنند. آنها میتوانند در شرایط محیطی سخت، نویزهای الکتریکی و تداخل الکترومغناطیسی نیز به خوبی کار کنند. سنسورهای فیبر نوری معمولاً در کاربردهایی که درستی اندازه‌گیری‌ها و مصونیت در برابر تداخل الکتریکی در آنها اهمیت دارد، استفاده میشوند.
اینها تنها چند نمونه از سنسورهای دما هستند که هر کدام مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. انتخاب سنسور به عواملی مانند محدوده دما، دقت مورد نیاز، زمان پاسخگویی، هزینه و شرایط محیطی بستگی دارد.
کاربرد سنسورهای دما
همانطور که گفته شد سنسورهای دما در طیف گسترده ای از کاربردها در صنایع مختلف استفاده میشوند. در اینجا برخی از کاربردهای رایج سنسورهای دما برایتان آورده شده است:
سیستم‌های HVAC
سنسورهای دما نقش مهمی در سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) دارند. آنها دمای محیط را کنترل میکنند و فیدبکی برای کنترل بهتر تجهیزات گرمایشی یا سرمایشی ارائه می‌دهند و باعث تضمین هوای مطلوب برای محیط‌های سر بسته میشوند.
کنترل و نظارت آب و هوا
سنسورهای دما در ایستگاه‌های هواشناسی و ابزارهای هواشناسی برای اندازه گیری دمای هوا استفاده میشوند. این اندازه گیری‌ها برای پیش بینی آب و هوا، تجزیه و تحلیل آب و هوا و نظارت بر محیط بسیار مهم هستند.
فرایندهای صنعتی
سنسورهای دما به طور گسترده در فرآیندهای صنعتی برای نظارت و کنترل پارامترهای دما مورد استفاده قرار میگیرند. از آنها در صنایع تولیدی، شیمیایی، دارویی، و صنایع غذایی و برای تنظیم دقیق دما استفاده می‌شود.
خودروسازی
سنسورهای دما از اجزای ضروری در خودروها هستند. آنها دمای مایع خنک کننده موتور، دمای گاز خروجی و دمای کابین را برای اطمینان از عملکرد مطلوب، جلوگیری از گرمای بیش از حد و ایجاد راحتی برای مسافران کنترل میکنند.
دستگاه های پزشکی
سنسورهای دما در تجهیزات پزشکی مانند دماسنج، انکوباتور و دستگاه های کنترل وضعیت بیمار استفاده میشوند. آنها به اندازه گیری و تنظیم دمای بدن یا محیط در موارد تشخیصی و درمانی کمک میکنند.
سلامت مواد غذایی
سنسورهای دما در سیستم‌های ذخیره و حمل و نقل مواد غذایی استفاده میشوند. از این سنسورها برای کنترل و نظارت بر دمای یخچال، فریزر و سردخانه‌ها را به منظور اطمینان از سلامت مواد غذایی و جلوگیری از فساد آنها استفاده می‌شود.
استفاده بهینه از انرژی
سنسورهای دما در سیستم‌های اتوماسیون ساختمان برای استفاده بهینه از انرژی استفاده میشوند.
داده‌های دمایی لحظه‌ایی این سنسورها به تنظیم سیستم‌های گرمایشی، سرمایشی و روشنایی کمک میکند و مصرف انرژی و هزینه‌ها را کاهش می‌دهند.
لوازم الکترونیکی مصرفی
سنسورهای دما در دستگاه‌های الکترونیکی مصرفی مختلف مانند گوشی‌های هوشمند، لپ تاپ‌ها و ترموستات‌های هوشمند وجود دارند. این سنسورها به جلوگیری از گرمای بیش از حد و حفظ شرایط کاری بهینه برای عملکرد بهتر دستگاه و حفظ ایمنی کاربر کمک میکنند.
کشاورزی
سنسورهای دما در کشاورزی برای نظارت بر دمای خاک، دمای هوا و دمای گلخانه استفاده می‌شود. این اطلاعات به کشاورزان کمک میکند تا شرایط رشد گیاه را بهینه کرده و از محصولات در برابر کاهش یا افزایش شدید دما محافظت کنند.
موارد بالا تنها چند نمونه از کاربردهای متنوع سنسورهای دما هستند. توانایی آنها برای اندازه گیری دقیق دما به منظور حفظ ایمنی، کارایی و عملکرد بهینه در صنایع متعدد و زندگی روزمره بسیار مهم است.
مواردی که در هنگام انتخاب سنسور دما باید در نظر گرفته شوند
هنگام انتخاب سنسور دما، باید چندین نکته را در نظر داشت. این عوامل میتوانند به انتخاب سنسور مناسب برای هر پروژه کمک کنند تا سنسور بتواند دما را به صورت درست و قابل اعتماد اندازه‌گیری کند. در این بخش به طور خلاصه برخی از این موارد را بررسی میکنیم:
محدوده دمایی
برای انتخاب سنسور ابتدا باید محدوده دمایی که سنسور در آن استفاده خواهد شد، تعیین شود. سنسورهای مختلف محدوده دمای کاری متفاوتی دارند، بنابراین سنسوری را انتخاب کنید که بتواند دما را در محدوده دلخواه شما به دقت اندازه گیری کند.
درستی
میزان درستی مورد نیاز هر پروژه باید در نظر گرفته شود. سنسورهای مختلف دارای سطوح مختلفی از صحت هستند، بنابراین برای هر پروژه باید سنسوری انتخاب شود که بتواند میزان درستی مورد نیاز پروژه را برآورده کند.
زمان پاسخ
زمان پاسخ سنسور یکی دیگر از مواردی است که باید در نظر گرفته شود. زمان پاسخ سنسور به سرعت تشخیص و گزارش تغییرات دما توسط سنسور اشاره دارد. برخی از پروژه‌ها ممکن است به زمان پاسخ سریع نیاز داشته باشند، در حالی که برخی دیگر ممکن است زمان پاسخ آهسته‌تری نیاز داشته باشند.
شرایط محیطی
شرایط محیطی که سنسور در آن مستقر می‌شود باید بررسی شود. عواملی مانند رطوبت، فشار، ارتعاش و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی یا مواد خورنده باید در نظر گرفته شوند. اطمینان حاصل کنید که سنسور برای مقاومت در برابر این شرایط طراحی شده است.
قیمت
انواع مختلف سنسورها و مارک ها ممکن است قیمت های متفاوتی داشته باشند. باید توجه داشته باشید که علاوه بر هزینه خرید اولیه، هزینه های بلندمدت از جمله نگهداری و کالیبراسیون نیز باید در نظر گرفته شوند.
کالیبراسیون
برخی از حسگرها ممکن است در طول زمان دچار دریفت شوند و نیاز به کالیبراسیون مجدد داشته باشند.
توان مصرفی موردنیاز
برخی از سنسورهای دما ممکن است به ولتاژ یا جریان ورودی خاصی نیاز داشته باشند. اطمینان حاصل کنید که توان مورد نیاز سنسور با منبع پاوری که در اختیار دارید مطابقت داشته باشد.
سازگاری
اطمینان حاصل کنید که سنسور دما با سیستمی که برای جمع‌آوری دیتا استفاده میکنید و یا کنترلری که در اختیار دارید سازگار باشد. سازگاری باید از نظر پروتکل های ارتباطی، موارد مورد نیاز برای شرطی سازی سیگنال و… بررسی شود.
با در نظر گرفتن این عوامل، تا حدودی می توانید سنسور دمایی را انتخاب کنید که نیازهای خاص پروژه شما را برآورده کند و اطمینان حاصل کنید که سنسور شما اندازه‌گیری‌هایی درست و قابل اعتماد ارائه خواهد کرد.
سنسورهای دمای جبرابیت
در ادامه، لیستی از سنسورهای دمایی که توسط تیم GebraBit برای سهولت کار شما عزیزان، طراحی و تولید شده‌اند برایتان آورده شده است. شما می‌توانید با کلیک بر روی عنوان هر یک از این سنسورها اطلاعات بیشتری درباره آنها کسب کنید.
